WO2012096273A1 - 成形材料、プリプレグ、繊維強化複合材料および繊維強化複合材料積層体ならびに繊維強化成形基材の製造方法 - Google Patents

成形材料、プリプレグ、繊維強化複合材料および繊維強化複合材料積層体ならびに繊維強化成形基材の製造方法 Download PDF

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fiber
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molding
weight
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今井直吉
成松香織
本間雅登
堀内俊輔
山内幸二
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東レ株式会社
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Definitions

  • the present invention is suitable for molding materials excellent in heat resistance, productivity, handleability and moldability, prepregs useful for obtaining high-performance fiber-reinforced composite materials, and aerospace applications and general industrial applications using the same.
  • the present invention relates to a fiber reinforced composite material, a fiber reinforced composite material laminate, and a method for producing a fiber reinforced molded substrate.
  • thermoplastic prepregs, yarns, and glass mats are known.
  • Such molding materials are easy to mold by taking advantage of the properties of thermoplastic resins, and do not require storage load like thermosetting resins, and the resulting molded products have high toughness and are recyclable. It has the feature of being excellent.
  • a molding material processed into a pellet can be applied to a molding method having excellent economic efficiency and productivity such as injection molding and stamping molding, and is useful as an industrial material.
  • thermoplastic resins with excellent mechanical properties such as toughness and elongation are high molecular weight polymers, have higher viscosity than thermosetting resins, and require higher processing temperatures, making molding materials easier. In addition, it is unsuitable for manufacturing with good productivity.
  • fiber reinforced composite materials consisting of reinforced fibers and matrix resin are lightweight and can give excellent strength characteristics, and can be designed with any strength by controlling fiber orientation, so sports such as golf shafts and fishing rods It is widely used for aerospace applications such as aircraft parts and satellite parts, automobiles / ships, electrical / electronic equipment casings, robot parts, windmills, tanks, bathtubs, helmets, and other general industrial applications.
  • a prepreg obtained by impregnating a reinforced fiber with a matrix resin in advance is used as an intermediate substrate, and a manufacturing method in which a prepreg is laminated to form a laminate generally tends to increase the fiber content. It is widely used because it is relatively easy to handle.
  • thermosetting resin such as an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin, or an epoxy resin is often used because of its easy impregnation into the fiber bundle.
  • the curable resin becomes an insoluble / infusible polymer having a three-dimensional network structure by curing, making it difficult to recycle and the problem of disposal becoming more serious.
  • thermoplastic matrix resins such as polyethylene, polyester, polyamide, and polycarbonate are used for prepreg, but in applications that require high performance such as aerospace applications, heat resistance, chemical resistance, Polyether ether ketone, polyether imide, polyphenylene sulfide and the like which are excellent in terms of characteristics are preferably used, and polyarylene sulfides such as polyphenylene sulfide are particularly preferably used.
  • thermoplastic resin prepregs require a high temperature and a high pressure because of their higher molecular weight than the thermosetting resin in the manufacturing process of impregnating the fiber bundle with the matrix resin.
  • thermosetting resin in the manufacturing process of impregnating the fiber bundle with the matrix resin.
  • a fiber reinforced composite material composed of a continuous reinforcing fiber base material and a matrix resin is lightweight and has excellent mechanical properties, and is widely used for sports equipment applications, aerospace applications, general industrial applications, and the like.
  • a composite material (CFRP) using carbon fiber as a reinforcing fiber has a specific strength and specific rigidity that exceed those of a metal material, and the amount of use is increasing mainly in aerospace applications.
  • CFRP composite material
  • thermosetting resins have been used favorably as matrix resins because of their good impregnation into reinforcing fiber substrates.
  • Thermoplastic resins are high molecular weight, have a higher viscosity than thermosetting resins, and require higher process temperatures, making it easy to produce fiber-reinforced molded substrates with high productivity. It was unsuitable.
  • thermoplastic resins polyarylene sulfide has high elastic modulus and heat resistance, is excellent in fluidity, and can be suitably used as a fiber-reinforced composite material from the viewpoint of enhancing the mechanical properties of a molded product. Therefore, there is a demand for a method for producing a fiber reinforced molded base material composed of continuous reinforcing fiber base material and polyarylene sulfide more economically with high productivity.
  • Patent Document 1 discloses a method for producing a molding material in which a continuous reinforcing fiber bundle is easily impregnated with a thermoplastic resin having a low molecular weight and then integrated with a high molecular weight thermoplastic resin. Has been proposed.
  • Patent Document 2 discloses a molding material in which a high molecular weight thermoplastic resin is placed in contact with a composite composed of a polyarylene sulfide prepolymer and continuous reinforcing fibers.
  • Polyarylene sulfide prepolymer easily impregnates reinforcing fiber bundles to increase the productivity of molding materials, and further improves dispersion of reinforcing fibers in molded products by easily dispersing or compatible with matrix resin in the molding process Material.
  • Patent Document 3 discloses a molding material in which a high molecular weight thermoplastic resin is placed in contact with a composite composed of high molecular weight polyarylene sulfide and continuous reinforcing fibers.
  • This material is a molding material that is excellent in heat resistance and hardly generates decomposition gas because it uses a high molecular weight polyarylene sulfide having a small loss on heating.
  • Patent Document 4 discloses a method for producing a prepreg by making a polyarylene sulfide into a slurry in a dispersion medium so as to be easily impregnated into a glass fiber mat.
  • Patent Document 5 discloses a method for producing a laminate without using a prepreg by laminating a polyarylene sulfide having a relatively low molecular weight into a sheet and laminating it together with a fiber base material.
  • Patent Document 6 discloses a prepreg obtained by impregnating reinforcing fibers with a low molecular weight cyclic polyarylene sulfide. In this method, a prepreg excellent in impregnation property can be obtained, and a laminate excellent in mechanical properties can be obtained by heat polymerization of cyclic polyarylene sulfide.
  • Patent Document 7 a crystalline thermoplastic resin film is disposed on both sides of a sheet-like base material composed of continuous reinforcing fibers, and the temperature is 150 ° C. higher than the melting point of the resin, and 5 to 30 kg / cm 2.
  • a reinforcing fiber bundle is impregnated with a thermoplastic resin by pressurizing at a pressure of (about 0.5 to 3 MPa).
  • Patent Document 8 discloses a fiber reinforcement in which a low molecular weight cyclic polyarylene sulfide is combined with a continuous reinforcing fiber bundle, and further heated at 200 to 450 ° C. to polymerize the cyclic polyarylene sulfide into a high molecular weight polyarylene sulfide.
  • a method for producing a molded substrate is disclosed. This method is an excellent production method capable of easily and efficiently producing a fiber-reinforced molded substrate composed of continuous reinforcing fiber bundles and high molecular weight polyarylene sulfide.
  • Patent Document 1 Although the method disclosed in Patent Document 1 satisfies the impregnation property when a low molecular weight thermoplastic resin is used, the handling property of the molding material is insufficient and the characteristics of the molded product are sufficiently enhanced. Presents challenges that are difficult.
  • the molding material disclosed in Patent Document 2 has a problem in that the polyarylene sulfide prepolymer has a low molecular weight, so that the amount added and the mechanical properties of the resulting molded product have a trade-off relationship. .
  • increasing the amount of polyarylene sulfide prepolymer used can be considered as one method. The technology that can be obtained has been demanded.
  • fiber reinforced composite materials have been used in harsher environments, and higher heat resistance has been required for matrix resins.
  • the low molecular weight thermoplastic resin undergoes a thermal decomposition reaction at the process temperature of the molding process and generates a decomposition gas. Therefore, special equipment is required so as not to contaminate equipment around the molding equipment. Problems such as voids in the molded product and deterioration of mechanical properties occur. Accordingly, there has been a demand for molding materials that are excellent in heat resistance and that do not easily generate decomposition gas.
  • the molding material disclosed in Patent Document 3 has a problem that a high temperature heating process is required for the polymerization of high molecular weight polyarylene sulfide. Therefore, from the viewpoint of industrial economy and productivity, a molding material that can be easily manufactured at a lower temperature has been demanded.
  • Patent Document 4 requires not only equipment and time for drying the dispersion medium, but also it is difficult to completely remove the dispersion medium, and voids generated due to volatilization of the dispersion medium during lamination molding are mechanical characteristics. There is a problem that cannot be fully obtained. Further, the method disclosed in Patent Document 5 requires high-temperature and high-pressure molding conditions, and there is a problem that mechanical properties are still insufficient due to defects such as non-impregnation.
  • the prepreg disclosed in Patent Document 6 has been demanded a method capable of producing a fiber-reinforced molded base material at a lower temperature and in a shorter time from the viewpoint of industrial economy and productivity.
  • Patent Document 8 a method capable of producing a fiber-reinforced molded base material at a lower temperature and in a shorter time has been desired from the viewpoint of industrial economy and productivity.
  • the present invention attempts to improve the problems of the prior art, and in a molding material comprising a continuous reinforcing fiber bundle and a thermoplastic resin, a molding material excellent in productivity, handleability and moldability, and injection molding.
  • An object of the present invention is to provide a molding material in which a dispersion of reinforcing fibers in a molded product is good and a molded product having excellent heat resistance and mechanical properties can be easily produced while suppressing generation of decomposition gas.
  • the present invention provides a prepreg that solves the above-described problems and that can produce a laminate having excellent moldability and excellent mechanical properties with good productivity.
  • An object is to provide a fiber-reinforced composite material having excellent flammability.
  • the present invention attempts to improve such a conventional technique, and provides a method for producing a fiber-reinforced molded base material comprising a continuous reinforcing fiber base material and a polyarylene sulfide more easily and with high productivity. To do.
  • the molding material of the present invention has one of the following configurations. That is, A composite comprising a continuous reinforcing fiber bundle (A) 1 to 50% by weight and a polyarylene sulfide prepolymer (B) or polyarylene sulfide (B ′) 0.1 to 40% by weight is formed into a thermoplastic resin (C). A molding material in which 10 to 98.9% by weight is adhered, and the composite further has a zero valence of 0.001 to 20 mol% with respect to sulfur atoms in the component (B) or (B ′).
  • the prepreg of this invention has either of the following structures. That is, In the prepreg obtained by impregnating the reinforcing fiber base (A ′) with the resin composition, the resin composition is composed of a polyarylene sulfide prepolymer (B) or a polyarylene sulfide (B ′), and the component (B ) Or 0.001 to 20 mol% of a zero-valent transition metal compound (D) with respect to the sulfur atom in (B ′), and the content of the reinforcing fiber substrate (A ′) is 60-80% by weight prepreg, or In the prepreg obtained by impregnating the reinforcing fiber base (A ′) with the resin composition, the resin composition is composed of a polyarylene sulfide prepolymer (B) or a polyarylene sulfide (B ′), and the component (B ) Or (B ′) containing 0.001 to 20 mol% of
  • the fiber-reinforced composite material of the present invention has the following configuration. That is, A fiber reinforced composite material obtained by polymerizing a resin composition containing a polyarylene sulfide prepolymer in the prepreg.
  • the fiber reinforced composite material of this invention has the following structure. That is, A fiber reinforced composite material laminate obtained by laminating the prepreg and then polymerizing a resin composition containing a polyarylene sulfide prepolymer.
  • the method for producing a fiber-reinforced molded substrate of the present invention has one of the following configurations. That is, A step (I) of pulling out a continuous reinforcing fiber substrate (A ′) and continuously supplying it, a step (II) of complexing a polyarylene sulfide prepolymer (B) with the component (A ′), Step (III) for converting the component (B) to polyarylene sulfide (B ′) by heating the complex obtained in II) and cooling the complex obtained in the step (III) A method for producing a fiber-reinforced molded substrate comprising a step (IV) of taking up, wherein the component (B) is heated in the presence of a zero-valent transition metal compound (D) in the step (III) A method for producing a fiber-reinforced molded substrate that is polymerized and converted into the component (B ′), or A step (I) of pulling out a continuous reinforcing fiber substrate (A ′
  • the component (D) is a compound containing a metal in groups 8 to 11 and 4 to 6 in the periodic table.
  • the component (D) is preferably a compound containing palladium or nickel.
  • the component (E) is preferably a II-valent iron compound.
  • the component (B ′) is preferably polyarylene sulfide obtained by heat polymerization of the component (B).
  • the component (B) preferably contains at least 50% by weight or more of cyclic polyarylene sulfide and has a weight average molecular weight of less than 10,000.
  • the component (B ′) has a weight average molecular weight of 10,000 or more and a polyarylene sulfide having a dispersity represented by weight average molecular weight / number average molecular weight of 2.5 or less. It is preferable that
  • the weight loss of the component (B ′) when heated preferably satisfies the following formula.
  • ⁇ Wr (W1-W2) /W1 ⁇ 100 ⁇ 0.20 (%)
  • ⁇ Wr is the weight loss rate (%)
  • thermogravimetric analysis was performed at a temperature rising rate of 20 ° C./min from 50 ° C. to an arbitrary temperature of 330 ° C. or higher in a non-oxidizing atmosphere at normal pressure.
  • It is a value obtained from the sample weight (W2) when reaching 330 ° C. with reference to the sample weight (W1) when reaching 100 ° C.
  • the component (A) preferably contains at least 10,000 single carbon fibers.
  • the component (C) is preferably at least one selected from polyamide resin, polyetherimide resin, polyamideimide resin, polyetheretherketone resin, and polyphenylene sulfide resin.
  • the component (A) is arranged substantially parallel to the axial direction, and the length of the component (A) is substantially the same as the length of the molding material.
  • the composite comprising the component (A) and the component (B) or (B ′) and the component (D) or the low-valent iron compound (E) has a core structure, (C) preferably has a core-sheath structure covering the periphery of the composite.
  • the form of the molding material is preferably long fiber pellets.
  • the component (D) is preferably a compound containing a metal in Groups 8 to 11 and Periods 4 to 6 of the periodic table.
  • the component (D) is preferably a compound containing palladium or nickel.
  • the component (E) is preferably a divalent iron compound.
  • the component (B) preferably contains at least 50% by weight of cyclic polyarylene sulfide and has a weight average molecular weight of less than 10,000.
  • the component (D) is a compound containing a metal in groups 8 to 11 and 4 to 6 in the periodic table.
  • the component (D) is preferably a compound containing palladium or nickel.
  • the component (E) is preferably a II-valent iron compound.
  • the conversion rate of the component (B) to the component (B ′) is preferably 70% or more.
  • the component (B) is preferably polymerized at a temperature of 180 to 320 ° C. in the step (III).
  • the ratio of the component (B ′) is preferably 10 to 90% by weight when the fiber-reinforced molded substrate is 100% by weight.
  • a molding material using the polyarylene sulfide prepolymer (B) of the present invention By using a molding material using the polyarylene sulfide prepolymer (B) of the present invention, a molded product having excellent mechanical properties can be easily produced in the use of a molding material having excellent economy and productivity.
  • a molded article having excellent heat resistance and mechanical properties, having good dispersion of the reinforcing fiber in the molded article during injection molding. can be easily manufactured without environmental pollution.
  • the prepreg of the present invention can provide a fiber-reinforced composite material having excellent handleability and moldability, a high fiber content, and excellent mechanical properties.
  • the fiber-reinforced composite material of the present invention is excellent not only in mechanical properties but also in flame retardancy.
  • the fiber-reinforced composite material can be produced by heating the prepreg at a low temperature for a short time, it is excellent in economic efficiency, productivity, and handleability.
  • polyarylene sulfide can be easily combined with a continuous reinforcing fiber substrate, so that productivity can be improved such as increasing the take-up speed and economic efficiency such as suppressing process temperature can be improved. It can be used suitably for the manufacture of fiber reinforced molded substrates such as prepregs, semi-pregs and fabrics.
  • FIG. It is the schematic which shows an example of the preferable aspect of the molding material of this invention. It is the schematic which shows an example of the shape of the axial direction cross section of the preferable aspect of the molding material of this invention. It is the schematic which shows an example of the shape of the axial direction cross section of the preferable aspect of the molding material of this invention.
  • the arrow represents the take-up direction of the fiber reinforced molded substrate. It is an example of the manufacturing apparatus used for the manufacturing method of the fiber reinforced molding base material which concerns on this invention. The arrow represents the take-up direction of the fiber reinforced molded substrate. It is an example of the manufacturing apparatus used for the manufacturing method of the fiber reinforced molding base material which concerns on this invention. The arrow represents the take-up direction of the fiber reinforced molded substrate. It is an example of the manufacturing apparatus used for the manufacturing method of the fiber reinforced molding base material which concerns on this invention. The arrow represents the take-up direction of the fiber reinforced molded substrate.
  • the molding material of the present invention comprises a continuous reinforcing fiber bundle (A), a polyarylene sulfide prepolymer (B) or a polyarylene sulfide (B ′), a thermoplastic resin (C), and a zero-valent transition metal compound (D). Or it is comprised from a low valent iron compound (E).
  • a continuous reinforcing fiber bundle (A) The reinforcing fiber used in the present invention is not particularly limited, but carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, boron fiber, alumina fiber, mineral fiber, silicon carbide fiber and the like can be used, and two or more of these fibers are mixed. You can also.
  • carbon fiber is excellent in specific strength and specific rigidity, and is preferable from the viewpoint of improving the mechanical properties of the molded product.
  • carbon fibers from the viewpoint of obtaining a molded product having a light weight, high strength, and high elastic modulus, it is preferable to use carbon fibers, and it is particularly preferable to use carbon fibers having a tensile elastic modulus of 200 to 700 GPa.
  • carbon fibers and reinforcing fibers coated with metal have high conductivity, and thus have the effect of improving the conductivity of the molded product. For example, for housing applications such as electronic devices that require electromagnetic shielding properties. Is particularly preferred.
  • the amount of surface functional groups (O / C), which is the ratio of the number of atoms of oxygen (O) and carbon (C) on the fiber surface measured by X-ray photoelectron spectroscopy, is 0.
  • the range is from .05 to 0.4.
  • O / C is too high, there is a concern about the destruction of the crystal structure on the surface of the carbon fiber.
  • the surface functional group amount (O / C) is determined by the following procedure by X-ray photoelectron spectroscopy. First, the carbon fibers from which the sizing agent and the like have been removed with a solvent are cut and spread and arranged on a copper sample support, and then the photoelectron escape angle is set to 90 °, MgK ⁇ 1,2 is used as the X-ray source, and the sample chamber Keep inside at 1 ⁇ 10 ⁇ 8 Torr. As a peak correction associated with charging during measurement, the kinetic energy value (KE) of the main peak of C1S is set to 969 eV. The C1S peak area is the K.S. E. Is obtained by drawing a straight base line in the range of 958 to 972 eV.
  • the O1S peak area E. Is obtained by drawing a straight base line in the range of 714 to 726 eV.
  • the surface functional group amount (O / C) is calculated as an atomic ratio from the ratio of the O1S peak area to the C1S peak area using a sensitivity correction value unique to the apparatus.
  • the number of single fibers is preferably 10,000 or more because the reinforcing fiber bundle is more advantageous for economy as the number of reinforcing fibers is larger.
  • the number of single yarns of the reinforcing fibers tends to be disadvantageous for the impregnation of the matrix resin, when using a carbon fiber bundle as the reinforcing fiber bundle, from the viewpoint of achieving both economy and impregnation, More preferably from 000 to 100,000, more preferably from 20,000 to 50,000.
  • the advantages of the present invention are the excellent impregnation of the thermoplastic resin in the process of producing the molding material, and the good dispersion of the reinforcing fibers in the molded product during injection molding. It is suitable for a reinforcing fiber bundle having a larger number of fibers.
  • a sizing agent may be used separately from the component (B) of the present invention for the purpose of bundling single fibers into reinforcing fiber bundles. This is because the sizing agent is attached to the reinforcing fiber bundle, and the handling property at the time of transferring the reinforcing fiber and the processability in the process of producing the molding material are improved, and within the range not impairing the object of the present invention.
  • Sizing agents such as resins, urethane resins, acrylic resins and various thermoplastic resins can be used alone or in combination of two or more.
  • the continuous reinforcing fiber bundle (A) used in the molding material of the present invention means that the reinforcing fiber bundle in which single fibers are arranged in one direction is in a continuous state in the length direction. It is not necessary for all the single fibers of the fiber bundle to be continuous over the entire length, and some of the single fibers may be divided in the middle. Examples of such continuous reinforcing fiber bundles include unidirectional fiber bundles, bidirectional fiber bundles, and multidirectional fiber bundles. From the viewpoint of productivity in the process of manufacturing a molding material, however, The fiber bundle can be used more preferably.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) is preferably a polyarylene sulfide prepolymer containing at least 50% by weight of cyclic polyarylene sulfide and having a weight average molecular weight of less than 10,000.
  • the cyclic polyarylene sulfide is a cyclic compound having a repeating unit of the formula, — (Ar—S) —, as a main constituent unit, preferably 80% by weight or more, more preferably 90% by weight of the repeating unit.
  • the compound represented by the following general formula (a) is more preferably 95% by weight or more.
  • Ar includes units represented by the following formulas (b) to (l), among which the formula (b) is particularly preferable.
  • R1 and R2 are substituents selected from hydrogen, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, an arylene group having 6 to 24 carbon atoms, and a halogen group. May be the same or different.
  • this repeating unit can contain a small amount of branching units or crosslinking units represented by the following formulas (o) to (q).
  • the copolymerization amount of these branched units or cross-linked units is preferably in the range of 0 to 1 mol% with respect to 1 mol of — (Ar—S) — units.
  • cyclic polyarylene sulfide in the present invention may be any of a random copolymer, a block copolymer and a mixture thereof containing the above repeating unit.
  • cyclic polyphenylene sulfide (formula (b), formula (c), formula (g) to formula (l)), cyclic polyphenylene sulfide sulfone (formula (e)), cyclic Examples thereof include polyphenylene sulfide ketone (formula (d)), cyclic polyphenylene sulfide ether (formula (f)), cyclic random copolymers, cyclic block copolymers and mixtures thereof.
  • Particularly preferred cyclic polyarylene sulfides include p-phenylene sulfide units as the main structural unit.
  • Polyphenylene sulfide containing 80 wt% or more, particularly 90 wt% or more (hereinafter sometimes abbreviated as cyclic PPS)
  • the repeating number m in the formula (a) of the cyclic polyarylene sulfide is not particularly limited, but is preferably 4 to 50, more preferably 4 to 25, and further preferably 4 to 15. When m is within this preferred range, the melting temperature of the cyclic polyarylene sulfide does not become too high, and impregnation into the reinforcing fiber base is easy.
  • the cyclic polyarylene sulfide may be either a single compound having a single repeating number or a mixture of cyclic polyarylene sulfides having different repeating numbers, but may be a mixture of cyclic polyarylene sulfides having different repeating numbers. This is preferable because the melt solution temperature tends to be lower than that of a single compound having a single number of repetitions, and the reinforcing fiber substrate is easily impregnated.
  • the component other than the cyclic polyarylene sulfide in the polyarylene sulfide prepolymer (B) is particularly preferably a linear polyarylene sulfide oligomer.
  • the linear polyarylene sulfide oligomer is a homo-oligomer or co-oligomer having a repeating unit of the formula: — (Ar—S) — as the main constituent unit, preferably containing 80 mol% or more of the repeating unit. is there.
  • Ar includes units represented by the above-described formulas (b) to (l), among which the formula (b) is particularly preferable.
  • the linear polyarylene sulfide oligomer can contain a small amount of branching units or crosslinking units represented by the above formulas (o) to (q) as long as these repeating units are the main constituent units.
  • the copolymerization amount of these branched units or cross-linked units is preferably in the range of 0 to 1 mol% with respect to 1 mol of — (Ar—S) — units.
  • the linear polyarylene sulfide oligomer may be any of a random copolymer, a block copolymer and a mixture thereof containing the above repeating unit.
  • Typical examples of these include polyphenylene sulfide oligomers, polyphenylene sulfide sulfone oligomers, polyphenylene sulfide ketone oligomers, polyphenylene sulfide ether oligomers, random copolymers thereof, block copolymers, and mixtures thereof.
  • Particularly preferred linear polyarylene sulfide oligomers include linear polyphenylene sulfide oligomers containing 80 mol% or more, particularly 90 mol% or more of p-phenylene sulfide units as the main structural unit of the polymer.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the present invention preferably contains at least 50% by weight of cyclic polyarylene sulfide, preferably 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, and further preferably 90% by weight.
  • the above is mentioned.
  • the upper limit of the cyclic polyarylene sulfide contained in the polyarylene sulfide prepolymer (B) is not particularly limited, but 98% by weight or less, preferably 95% by weight or less can be exemplified as a preferred range.
  • the higher the weight ratio of the cyclic polyarylene sulfide in the polyarylene sulfide prepolymer (B) the lower the melt viscosity, which is preferable in terms of the productivity of the molding material.
  • the degree of polymerization of the resulting polyarylene sulfide (B ′) is adjusted, and the amount of gas generated during heating is reduced. It can be kept lower, which is preferable.
  • the upper limit value of the molecular weight of the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the present invention is preferably less than 10,000 in terms of weight average molecular weight, more preferably 5,000 or less, further preferably 3,000 or less, while the lower limit value is weight.
  • the average molecular weight is preferably 300 or more, preferably 400 or more, and more preferably 500 or more.
  • the weight average molecular weight is less than the above preferred upper limit, the impregnation property for the reinforcing fiber bundle is sufficient, the productivity is not impaired, and the reinforcing fiber bundle is not dropped from the molding material or the handling property is not lowered.
  • the melting point of the polyarylene sulfide prepolymer (B) used in the molding material of the present invention is preferably 100 to 300 ° C., more preferably 130 to 280 ° C., most preferably from the viewpoint of moldability of the molding material. Is 150-250 ° C.
  • a melting point within the above range not only can it be handled as a solid at room temperature, but also a continuous reinforcing fiber bundle (A) and a composite can be used without requiring harsh process temperatures with impregnation dies, coaters, filmers, etc. Can be formed.
  • Examples of the method for obtaining the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the present invention include the following methods [B1] and [B2].
  • Polyarylene sulfide resin, polyarylene sulfide component produced by polymerization and other than the above-mentioned granular polyarylene sulfide resin referred to as polyarylene sulfide oligomer
  • organic polar solvent water
  • alkali metal halide A method for preparing a polyarylene sulfide prepolymer by preparing a mixture containing a salt, separating and recovering the polyarylene sulfide oligomer contained therein, and subjecting it to a purification operation.
  • a polyarylene sulfide resin is polymerized by heating a mixture containing at least a polyhalogenated aromatic compound, a sulfidizing agent and an organic polar solvent, and the organic polar solvent is removed after the polymerization is completed.
  • a polyarylene sulfide resin containing a polyarylene sulfide prepolymer obtained by preparing a mixture containing water, an alkali metal halide salt, and refining the mixture is obtained, and the polyarylene sulfide resin is substantially dissolved therein. However, the polyarylene sulfide prepolymer is extracted using a solvent that dissolves, and the polyarylene sulfide prepolymer is recovered.
  • the weight loss upon heating is less than 5% in the formula (i) described later from the viewpoint of keeping the decomposition gas at the time of producing the molding material low. It is preferably 3% or less, more preferably 2% or less, and even more preferably 1% or less. Further, by selecting a polyarylene sulfide prepolymer having such requirements, it is possible to minimize the decrease in raw materials during heat polymerization to polyarylene sulfide.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the present invention is polymerized by heating in the presence of a zero-valent transition metal compound (D) or a low-valent iron compound (E) described later, and easily polyarylene sulfide. It is possible to convert to (B ′).
  • the polyarylene sulfide (B ′) (hereinafter sometimes abbreviated as “PAS”) has a repeating unit of the formula: — (Ar—S) — as the main constituent unit, preferably 80 wt. % Or more, more preferably 90% by weight or more, and still more preferably 95% by weight or more.
  • Ar includes units represented by the above formulas (b) to (l), among which the formula (b) is particularly preferable.
  • this repeating unit is a main constituent unit, it can contain a small amount of branching units or crosslinking units represented by the above formulas (o) to (q).
  • the copolymerization amount of these branched units or cross-linked units is preferably in the range of 0 to 1 mol% with respect to 1 mol of — (Ar—S) — units.
  • polyarylene sulfide (B ′) in the present invention may be any of a random copolymer, a block copolymer and a mixture thereof containing the above repeating unit.
  • polyphenylene sulfide examples include polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfide ketone, polyphenylene sulfide ether, random copolymers thereof, block copolymers, and mixtures thereof.
  • Particularly preferred polyarylene sulfide (B ′) is polyphenylene sulfide (hereinafter sometimes abbreviated as PPS) containing 80% by weight or more, particularly 90% by weight or more of p-phenylene sulfide units as the main structural unit of the polymer. It is done.
  • the molecular weight of the polyarylene sulfide (B ′) in the present invention is 10,000 or more, preferably 15,000 or more, more preferably 18,000 or more in terms of weight average molecular weight.
  • the weight average molecular weight is not less than the above-mentioned preferable lower limit value, the mechanical properties of the obtained molded article are sufficient, and the low molecular weight component causes a thermal decomposition reaction even at the time of molding at a higher temperature (eg, 360 ° C.). The cracked gas does not cause environmental pollution around the molding equipment.
  • the upper limit of the weight average molecular weight is not particularly limited, but 1,000,000 or less can be exemplified as a preferable range, more preferably 500,000 or less, and still more preferably 200,000 or less. Sex can be obtained.
  • the molecular weight distribution of the polyarylene sulfide (B ′) is broadened, that is, the degree of dispersion represented by the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (weight average molecular weight / number average molecular weight) is 2.5 or less. .3 or less is preferable, 2.1 or less is more preferable, and 2.0 or less is more preferable.
  • the amount of low molecular components contained in polyarylene sulfide (B ′) is small, the resulting molded article has sufficient mechanical properties, and does not cause environmental pollution around the molding equipment.
  • the said weight average molecular weight and number average molecular weight can be calculated
  • melt viscosity of the polyarylene sulfide (B ′) in the present invention is not particularly limited, but a preferable range is usually a melt viscosity of 5 to 10,000 Pa ⁇ s (300 ° C., shear rate 1000 / sec). It can be illustrated.
  • the polyarylene sulfide (B ′) does not substantially contain a halogen other than chlorine, that is, fluorine, bromine, iodine, or astatine.
  • a halogen other than chlorine that is, fluorine, bromine, iodine, or astatine.
  • the polyarylene sulfide (B ′) when the polyarylene sulfide (B ′) contains chlorine as a halogen, the polyarylene sulfide (B ′) is stable in the temperature range in which it is usually used.
  • the mechanical properties of (B ') and the influence of the generated gas on the human body are small, but when halogens other than chlorine are contained, the decomposition gas due to their unique properties may adversely affect the environment around the molding equipment. Excessive equipment is required to remove the cracked gas.
  • substantially free of halogens other than chlorine means, for example, that the polymer is burned and the combustion gas is absorbed, and the solution is subjected to quantitative analysis by ion chromatography or the like. Means below the detection limit.
  • the preferred amount is 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less, and still more preferably 0. .2% by weight or less.
  • the polyarylene sulfide (B ′) used in the present invention preferably has a weight reduction upon heating satisfying the following formula (i) from the viewpoint of keeping the decomposition gas during molding low.
  • ⁇ Wr (W1-W2) /W1 ⁇ 100 ⁇ 0.20 (%) (i)
  • ⁇ Wr is a weight reduction rate (%), and when thermogravimetric analysis was performed at a temperature increase rate of 20 ° C./min from 50 ° C. to an arbitrary temperature of 330 ° C. or higher in a non-oxidizing atmosphere at normal pressure. The value obtained from the sample weight (W2) when reaching 330 ° C. with reference to the sample weight (W1) when reaching 100 ° C.
  • the polyarylene sulfide (B ′) used in the present invention has a ⁇ Wr of 0.20% or less, preferably 0.16% or less, more preferably 0.13% or less, and 0.10 % Or less is even more preferable.
  • ⁇ Wr can be obtained by a general thermogravimetric analysis, and the atmosphere in this analysis is a normal pressure non-oxidizing atmosphere.
  • the non-oxidizing atmosphere indicates an atmosphere that substantially does not contain oxygen, that is, an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, or argon.
  • thermogravimetric analysis is performed by raising the temperature from 50 ° C. to an arbitrary temperature of 330 ° C. or more at a rate of temperature increase of 20 ° C./min.
  • thermogravimetric analysis is performed by holding at 50 ° C. for 1 minute and then increasing the temperature at a rate of temperature increase of 20 ° C./min.
  • the polyarylene sulfide (B ′) in the present invention can be obtained by heating the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the presence of a zero-valent transition metal compound (D) or a low-valent iron compound (E). According to this method, the polyarylene sulfide (B ′) having the above-described characteristics can be obtained at a low temperature and at a high speed as compared with the case where the zero-valent transition metal compound (D) or the low-valent iron compound (E) is not used. Obtainable.
  • the conversion rate of the polyarylene sulfide prepolymer (B) to the polyarylene sulfide (B ′) means that the cyclic polyarylene sulfide in the polyarylene sulfide prepolymer (B) is converted into a high molecular weight polyarylene sulfide. Is the percentage of
  • the conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) to the polyarylene sulfide (B ′) by heating is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and further preferably 90% or more. If the conversion is 70% or more, a polyarylene sulfide having excellent mechanical properties can be obtained.
  • ⁇ Zerovalent transition metal compound (D)> various zero-valent transition metal compounds (D) are used as a polymerization catalyst.
  • the zero-valent transition metal (D) a metal having a periodic group of Group 8 to Group 11 and a period of 4 to 6 is preferably used.
  • examples of the metal species include nickel, palladium, platinum, iron, ruthenium, rhodium, copper, silver and gold, and palladium or nickel is particularly preferably used.
  • Various complexes are suitable as the zero-valent transition metal compound (D).
  • the ligand triphenylphosphine, tri-t-butylphosphine, tricyclohexylphosphine, 1,2-bis (diphenylphosphino)
  • examples include ethane, 1,1′-bis (diphenylphosphino) ferrocene, dibenzylideneacetone, dimethoxydibenzylideneacetone, cyclooctadiene, and carbonyl complexes.
  • These polymerization catalysts may be added with the zero-valent transition metal compound (D) as described above, or may form the zero-valent transition metal compound (D) in the system.
  • a transition metal compound such as a transition metal salt and a compound serving as a ligand are added to form a transition metal in the system.
  • a method of adding a complex formed of a transition metal compound such as a transition metal salt and a compound serving as a ligand are added to form a transition metal in the system.
  • transition metal compounds and ligands used in the present invention and complexes formed with transition metal compounds and ligands are given below.
  • the transition metal compound for forming the zero-valent transition metal compound (D) in the system include various transition metal acetates and halides.
  • the transition metal species include nickel, palladium, platinum, iron, ruthenium, rhodium, copper, silver, gold acetate, halide and the like. Specifically, nickel acetate, nickel chloride, nickel bromide.
  • the ligand added simultaneously to form the zero-valent transition metal compound (D) in the system is a zero-valent transition metal when the polyarylene sulfide prepolymer (B) and the transition metal compound are heated.
  • a basic compound is preferable.
  • triphenylphosphine, tri-t-butylphosphine, tricyclohexylphosphine, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane, 1,1 Examples include '-bis (diphenylphosphino) ferrocene, dibenzylideneacetone, sodium carbonate, ethylenediamine, and the like.
  • the complex which consists of the above various transition metal salts and a ligand is mentioned.
  • the valence state of the transition metal compound can be grasped by X-ray absorption fine structure (XAFS) analysis.
  • Transition metal compound used as a catalyst in the present invention or cyclic polyarylene sulfide containing a transition metal compound or polyarylene sulfide containing a transition metal compound is irradiated with X-rays, and the absorption coefficient peak when the absorption spectrum is normalized This can be grasped by comparing the maximum values.
  • the peak value of the absorption coefficient when normalized with a zero-valent palladium compound tends to be smaller than that with a divalent palladium compound, and the conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) There is a tendency that the peak maximum value is smaller as the transition metal compound has a larger effect of promoting the above.
  • the absorption spectrum for XANES corresponds to the transition of core electrons to empty orbitals, and the absorption peak intensity is affected by the electron density of d orbitals.
  • the peak maximum value of the absorption coefficient when normalized is preferably 6 or less.
  • it is 4 or less, More preferably, it is 3 or less, and conversion of cyclic polyarylene sulfide can be promoted within this range.
  • the peak maximum is 6.32 for divalent palladium chloride that does not promote conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B), and zero-valent tris that promotes conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B).
  • dibenzylideneacetone dipalladium and tetrakis (triphenylphosphine) palladium and bis [1,2-bis (diphenylphosphino) ethane] palladium, they are 3.43, 2.99 and 2.07, respectively.
  • ⁇ Low-valent iron compound (E)> In the present invention, various low-valent iron compounds (E) are used as a polymerization catalyst.
  • iron atoms can theoretically have valence states of -II, -I, 0, I, II, III, IV, V, and VI.
  • the low-valent iron compound (E) described here has a valence of -II to II in the reaction system when the cyclic polyarylene sulfide is converted to polyarylene sulfide by heating. It points to something.
  • Examples of the low-valent iron compound (E) include iron compounds having a valence of ⁇ II to II. From the viewpoint of stability of the iron compound, ease of handling, availability, and the like, As the low-valent iron compound (E), zero-valent, I-valent, and II-valent iron compounds are preferably used, and among them, a II-valent iron compound is particularly preferable.
  • II-valent iron compound various iron compounds are suitable, and examples thereof include II-valent iron halides, acetates, sulfates, phosphates, and ferrocene compounds. Specific examples include iron chloride, iron bromide, iron iodide, iron fluoride, iron acetate, iron sulfate, iron phosphate, iron nitrate, iron sulfide, iron methoxide, phthalocyanine iron, and ferrocene. Among these, from the viewpoint of uniformly dispersing the iron compound in the cyclic polyarylene sulfide, an iron halide having good dispersibility in the cyclic polyarylene sulfide is preferable.
  • the polyarylene sulfide obtained From the viewpoint of economy and the polyarylene sulfide obtained. From the viewpoint of the characteristics, iron chloride is more preferable.
  • the characteristics of the polyarylene sulfide described here include solubility in 1-chloronaphthalene.
  • the preferred low-valent iron compound (E) of the present invention When the preferred low-valent iron compound (E) of the present invention is used, there is a tendency to obtain a polyarylene sulfide having a small insoluble portion in 1-chloronaphthalene, and preferably having no insoluble portion. This means that there are few branch units or cross-linking units, and this is a desirable property as polyarylene sulfide from the viewpoint of obtaining properties such as high moldability and high mechanical strength of a molded product.
  • iron compounds are suitable as the I-valent iron compound, and specific examples include cyclopentadienyl iron dicarbonyl dimer, 1,10-phenanthroline iron sulfate complex, and the like.
  • the zero-valent iron compound various iron compounds are suitable, and specific examples include dodecacarbonyl triiron and pentacarbonyl iron.
  • These polymerization catalysts may be used singly or in combination of two or more.
  • These polymerization catalysts may be added with the low-valent iron compound (E) as described above, or may form a low-valent iron compound (E) in the system from a high-valent iron compound having a valence of III or higher. May be.
  • a method of forming a low-valent iron compound (E) from a high-valent iron compound by heating, a cyclic polyarylene sulfide examples thereof include a method of forming a low-valent iron compound in the system by adding a high-valent iron compound and a compound having reducibility to the high-valent iron compound as a promoter.
  • Examples of the method for forming the low-valent iron compound (E) from the high-valent iron compound by heating include a method of forming the low-valent iron compound (E) by heating the high-valent iron halide compound. .
  • the low-valent iron compound (E) is formed by elimination of a part of the halogen constituting the high-valent iron halide compound.
  • the low-valent iron compound (E) when the low-valent iron compound (E) is a substance that gradually deteriorates during storage, it is added in the state of a more stable high-valent iron compound, and the polyarylene sulfide prepolymer ( In the process of converting B) to polyarylene sulfide (B ′), a method of forming a low-valent iron compound (E) in the system is preferably used.
  • the molding material obtained can be stored for a long period of time, and the addition rate when the polyarylene sulfide prepolymer (B) is converted to the polyarylene sulfide (B ′) can be increased. Therefore, it is preferable.
  • high-valent iron compounds used in the present invention are given below.
  • Various iron compounds are suitable as the high-valent iron compound for forming the low-valent iron compound (E) in the system.
  • the III-valent iron compound iron chloride, iron bromide, fluoride
  • examples thereof include iron, iron citrate, iron nitrate, iron sulfate, iron acetylacetonate, iron benzoylacetonate diethyldithiocarbamate, iron ethoxide, iron isopropoxide, and iron acrylate.
  • an iron halide having good dispersibility in the cyclic polyarylene sulfide is preferable. From the viewpoint of economy and the polyarylene sulfide obtained. From the viewpoint of the characteristics, iron chloride is more preferable.
  • the characteristics of the polyarylene sulfide described here include solubility in 1-chloronaphthalene.
  • the preferred low-valent iron compound (E) of the present invention there is a tendency to obtain a polyarylene sulfide having a small insoluble portion in 1-chloronaphthalene, and preferably having no insoluble portion. This means that there are few branch units or cross-linking units, and this is a desirable property as polyarylene sulfide from the viewpoint of obtaining properties such as high moldability and high mechanical strength of a molded product.
  • Examples of the promoter used in the present invention are given below.
  • the low-valent iron compound (E) As a co-catalyst added to form the low-valent iron compound (E) in the system, when the cyclic polyarylene sulfide and the high-valent iron compound are heated, the low-valent atom reacts with the high-valent iron compound.
  • various organic and inorganic reducing compounds are preferred, such as copper chloride (I), tin chloride (II), titanium chloride (III), ethylenediamine, Examples thereof include N, N′-dimethylethylenediamine, triphenylphosphine, tri-t-butylphosphine, tricyclohexylphosphine, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane and the like.
  • copper chloride (I), tin chloride (II), and titanium chloride (III) are preferable, and copper chloride (I) and tin chloride (II) that can be handled safely in a solid state are more preferable.
  • polymerization catalysts and cocatalysts may be used singly or in combination of two or more.
  • the valence state of the iron compound in the reaction system and the structure near the iron atom can be grasped by X-ray absorption fine structure (XAFS) analysis.
  • XAFS X-ray absorption fine structure
  • the iron compound used as a catalyst in the present invention, or a cyclic polyarylene sulfide containing an iron compound, or a polyarylene sulfide containing an iron compound is irradiated with X-rays, and the shape of the absorption spectrum thereof is compared to compare the iron compound
  • the valence state and the structure near the iron atom can be grasped.
  • the main peak rises around 7,110-7,115 eV, and for iron metal (0), a zero-valent iron compound, the shoulder structure is observed from around 7,110 eV. Is done.
  • the spectrum obtained by measuring the II-valent iron compound in the spectrum obtained by measuring the III-valent iron compound has a tendency that the peak top position of the main peak is on the lower energy side. Specifically, the peak top of the main peak is observed in the vicinity of 7,128-7,139 eV for the III-valent iron compound, and in the vicinity of 7,120-7,128 eV for the II-valent iron compound.
  • iron (III) chloride which is a trivalent iron compound, around 7,128 to 7,134 eV, in the vicinity of 7,132 eV in iron (III) oxide
  • iron (II) chloride which is a divalent iron compound, 7 , 120 eV
  • the peak top of the main peak is observed in the vicinity of 7,123 eV for iron (II) chloride tetrahydrate.
  • a peak attributed to the Fe—Cl bond is observed in the vicinity of 0.16 to 0.17 nm, and a sub-peak considered to be another Fe—Cl bond is also observed in the vicinity of 0.21 nm.
  • iron (III) oxide a peak attributed to the Fe—O bond is observed in the vicinity of 0.15 to 0.17 nm, and a peak attributed to the Fe—Fe bond is observed in the vicinity of 0.26 to 0.33 nm.
  • a preferable amount of water contained in the gas phase in contact with the cyclic polyarylene sulfide and the iron compound to be added is 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less, and further preferably 0.1% by weight or less. It is even more preferable that substantially no be contained.
  • the molar ratio of the amount of water contained in the cyclic polyarylene sulfide, the amount of water contained in the polymerization catalyst, and the total amount of water contained as a hydrate in the polymerization catalyst to the added polymerization catalyst is 9 or less.
  • the form of the iron compound to be added is preferably an anhydride rather than a hydrate.
  • the iron compound and a desiccant may be added together.
  • the desiccant include metals, neutral desiccants, basic desiccants, and acidic desiccants.
  • an oxidizing substance may not be present in the system. Since it is important, a neutral desiccant and a basic desiccant are preferable.
  • these desiccants include calcium chloride, aluminum oxide, calcium sulfate, magnesium sulfate, and sodium sulfate as neutral desiccants, and potassium carbonate, calcium oxide, barium oxide, and the like as basic desiccants.
  • calcium chloride and aluminum oxide which have a relatively large moisture absorption capacity and are easy to handle, are preferable.
  • the above water content can be quantified by the Karl Fischer method.
  • the amount of water contained in the gas phase in contact with the cyclic polyarylene sulfide and the iron compound to be added can also be calculated from the temperature and relative humidity of the gas phase.
  • the amount of water contained in the cyclic polyarylene sulfide and the amount of water contained in the polymerization catalyst can be quantified using an infrared moisture meter or gas chromatography, and the cyclic polyarylene sulfide, It can also be determined from the weight change before and after heating when the polymerization catalyst is heated at a temperature of about 100 to 110 ° C.
  • the non-oxidizing atmosphere is an atmosphere in which the oxygen concentration in the gas phase in contact with the cyclic polyarylene sulfide and the iron compound to be added is 5% by volume or less, preferably 2% by volume or less, more preferably substantially free of oxygen. That is, it means an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium, argon, etc. Among them, a nitrogen atmosphere is particularly preferable from the viewpoint of economy and easy handling. Moreover, when adding the said iron compound, it is preferable to add on the conditions which do not contain an oxidizing substance.
  • the term “not containing an oxidizing substance” means that the molar ratio of the oxidizing substance contained in the cyclic polyarylene sulfide to the added polymerization catalyst is 1 or less, preferably 0.5 or less, more preferably 0.1 or less. More preferably, it means substantially free of oxidizing substances.
  • the oxidizing substance refers to a substance that oxidizes the polymerization catalyst and changes it to a compound having no catalytic activity, for example, iron (III) oxide, such as oxygen, organic peroxide, inorganic A peroxide etc. are mentioned. Under such conditions, side reactions such as an oxidation reaction of the low-valent iron compound can be prevented.
  • the concentration of the zero-valent transition metal compound (D) or low-valent iron compound (E) used depends on the molecular weight of the target polyarylene sulfide (B ′) and the zero-valent transition metal compound (D) or low-valent iron compound. Usually, depending on the type of (E), 0.001 to 20 mol%, preferably 0.005 to 15 mol%, more preferably 0.01 to mol% of the sulfur in the polyarylene sulfide prepolymer (B). ⁇ 10 mol%.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) is sufficiently converted to polyarylene sulfide (B ′), and if it is 20 mol% or less, the polyarylene sulfide (B ′) having the above-mentioned characteristics can be obtained. it can.
  • the zero-valent transition metal compound (D) or the low-valent iron compound (E) remains after the heat polymerization of the polyarylene sulfide (B ′) in the present invention.
  • the zero-valent transition metal compound (D) or the low-valent iron compound (E) is also 0.001 to 20 mol%, preferably 0.8%, based on the sulfur atom in the polyarylene sulfide (B ′). It is characterized by containing 005 to 15 mol%, more preferably 0.01 to 10 mol%.
  • the zero-valent transition metal compound (D) or the low-valent iron compound (E) When the zero-valent transition metal compound (D) or the low-valent iron compound (E) is added, it may be added as it is, but after the polymerization catalyst is added to the polyarylene sulfide prepolymer (B), it should be uniformly dispersed. Is preferred.
  • the uniform dispersion method include a mechanical dispersion method and a dispersion method using a solvent.
  • Specific examples of the mechanical dispersion method include a pulverizer, a stirrer, a mixer, a shaker, and a method using a mortar.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) is dissolved or dispersed in a solvent, and the zero-valent transition metal compound (D) or the low-valent iron compound (E) is added to the solvent.
  • the method include removing the solvent after quantitative addition.
  • the catalyst when the catalyst is dispersed, when the zero-valent transition metal compound (D) or the low-valent iron compound (E) is a solid, more uniform dispersion is possible, so that the zero-valent transition metal compound (D) or the low atom
  • the average particle diameter of the valent iron compound (E) is preferably 1 mm or less.
  • thermoplastic resin (C) used in the present invention is not particularly limited, and polyethylene terephthalate (PET) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, polytrimethylene terephthalate (PTT) resin, polyethylene naphthalate (PENp) resin, Polyester resins such as liquid crystal polyester, polyolefin resins such as polyethylene (PE) resin, polypropylene (PP) resin, polybutylene resin, styrene resin, urethane resin, polyoxymethylene (POM) resin, polyamide (PA ) Resin, polycarbonate (PC) resin, polymethyl methacrylate (PMMA) resin, polyvinyl chloride (PVC) resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin, polyphenylene ether (PPE) resin, modified PPE resin, polyimide PI) resin, polyamideimide (PAI) resin, polyetherimide (PEI) resin, polysulf
  • a resin excellent in heat resistance can be preferably selected.
  • the heat resistance referred to here is, for example, a crystalline resin having a melting point of 200 ° C. or higher, preferably 220 ° C. or higher, more preferably 240 ° C. or higher, more preferably 260 ° C. or higher, or a deflection temperature under load of 120 ° C. or higher.
  • An amorphous resin having a temperature of preferably 140 ° C. or higher, more preferably 160 ° C. or higher, and still more preferably 180 ° C. or higher can be exemplified.
  • preferable resins include polyamide resins, polyimide resins, polyamideimide resins, polyetherimide resins, polyether ketone resins, polyether ether ketone resins, polyether ketone ketone resins, polyether sulfone resins, and polyphenylene sulfide resins. Further, polyamide resins, polyether imide resins, polyamide imide resins, polyether ether ketone resins, and polyphenylene sulfide resins can be exemplified as preferable resins.
  • thermoplastic resin (C) is a polyphenylene sulfide resin
  • the same polyphenylene sulfide resin as the component (B ′) may be used, or a different polyphenylene sulfide resin may be used.
  • the molecular weight of the thermoplastic resin (C) used in the present invention is preferably 10,000 or more in terms of weight average molecular weight, more preferably from the viewpoint of mechanical properties of a molded product obtained by molding a molding material. It is 20,000 or more, and particularly preferably 30,000 or more. This is more advantageous from the viewpoint of increasing the strength and elongation of the matrix resin as the weight average molecular weight increases.
  • a weight average molecular weight is 1,000,000 or less, More preferably, 500,000 or less can be illustrated.
  • the said weight average molecular weight can be calculated
  • thermoplastic resin (C) exemplified in the above group contains an impact resistance improver such as a fiber reinforcing agent, an elastomer or a rubber component, and other fillers and additives as long as the object of the present invention is not impaired. May be.
  • these include inorganic fillers, flame retardants, conductivity imparting agents, crystal nucleating agents, ultraviolet absorbers, antioxidants, vibration damping agents, antibacterial agents, insect repellents, deodorants, anti-coloring agents, heat stabilizers. , Mold release agents, antistatic agents, plasticizers, lubricants, colorants, pigments, dyes, foaming agents, antifoaming agents, or coupling agents.
  • the molding material of the present invention comprises a reinforcing fiber bundle (A), a polyarylene sulfide prepolymer (B) or a polyarylene sulfide (B ′), a thermoplastic resin (C) and a zero-valent transition metal compound (D) or a low valence. It is composed of an iron compound (E).
  • the reinforcing fiber bundle (A) is 1 to 50% by weight, preferably 5 to 45% by weight, more preferably when the total of the components (A) to (C) is 100% by weight. 10 to 40% by weight. If the reinforcing fiber bundle (A) is less than 1% by weight, the resulting molded article may have insufficient mechanical properties, and if it exceeds 50% by weight, the fluidity may be reduced during injection molding.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) or polyarylene sulfide (B ′) is 0.1 to 40% by weight, preferably 100% by weight when the total of the components (A) to (C) is 100% by weight. Is 0.5 to 30% by weight, more preferably 1 to 20% by weight. By using within this range, a molding material excellent in moldability and handleability can be obtained.
  • (B) or (B ′) is less than 0.1% by weight, the impregnation into the reinforcing fiber bundle (A) may be insufficient, and the handling property of the resulting molding material may be insufficient. If it exceeds, the resulting molded article may have insufficient mechanical properties.
  • the thermoplastic resin (C) is 10 to 98.9% by weight, preferably 25 to 94.5% by weight, The amount is preferably 40 to 89% by weight, and by using within this range, a molding material excellent in moldability and handleability can be obtained. If (C) is less than 10% by weight, fluidity may be lowered during injection molding, and if it exceeds 98.9% by weight, the resulting molded article may have insufficient mechanical properties.
  • the molding material of the present invention comprises a continuous reinforcing fiber bundle (A) and a polyarylene sulfide prepolymer (B) or polyarylene sulfide (B ′) and a zero-valent transition metal compound (D) or a low-valent iron compound (E). Is a molding material arranged and arranged so that the thermoplastic resin (C) adheres to the composite body.
  • the form of this composite is as shown in FIG. 1, and the polyarylene sulfide prepolymer (B) or the polyarylene sulfide (B ′) is filled between the single fibers of the reinforcing fiber bundle (A). That is, the reinforcing fibers (A) are dispersed like islands in the sea of the polyarylene sulfide prepolymer (B) or the polyarylene sulfide (B ′).
  • the zero-valent transition metal compound (D) or the low-valent iron compound (E) is used in the sea and / or strengthens the polyarylene sulfide prepolymer (B) or the polyarylene sulfide (B ′) because of its role as a polymerization catalyst. It is preferably present at the interface between the fiber bundle (A) and the polyarylene sulfide prepolymer (B) or the polyarylene sulfide (B ′).
  • the reinforcing fiber bundle (A) is arranged substantially parallel to the axial direction of the molding material, and the length of the reinforcing fiber bundle (A) is The length is substantially the same as the length of the molding material.
  • substantially in parallel means that the long axis of the reinforcing fiber bundle and the long axis of the molding material are oriented in the same direction.
  • the angle shift is preferably 20 ° or less, more preferably 10 ° or less, and further preferably 5 ° or less.
  • substantially the same length means that, for example, in a pellet-shaped molding material, a reinforcing fiber bundle is cut in the middle of the pellet, or a reinforcing fiber bundle substantially shorter than the entire length of the pellet is substantially included. It is not done.
  • the amount of reinforcing fiber bundle shorter than the total length of the pellet is not specified, but when the content of reinforcing fiber having a length of 50% or less of the total length of the pellet is 30% by weight or less, the pellet It is evaluated that the reinforcing fiber bundle significantly shorter than the full length is not substantially contained. Furthermore, the content of reinforcing fibers having a length of 50% or less of the total length of the pellet is preferably 20% by weight or less.
  • a pellet full length is the length of the reinforcing fiber orientation direction in a pellet. Since the reinforcing fiber bundle (A) has a length equivalent to that of the molding material, the reinforcing fiber length in the molded product can be increased, so that excellent mechanical properties can be obtained.
  • FIGS. 7 to 10 show examples of the shape of the cross section in the orthogonal direction of the molding material of the present invention. This is a schematic representation.
  • the cross-sectional shape of the molding material is from reinforcing fiber bundle (A) and polyarylene sulfide prepolymer (B) or polyarylene sulfide (B ') and zero-valent transition metal compound (D) or low-valent iron compound (E).
  • the thermoplastic resin (C) is disposed so as to adhere to the composite, the present invention is not limited to the one shown in the figure, but preferably, as shown in FIGS. A configuration in which the composite is a core material and is sandwiched and arranged in layers with the thermoplastic resin (C) is preferable.
  • the composite is arranged in a core-sheath structure in which the thermoplastic resin (C) covers the periphery with respect to the core.
  • the number of composites is preferably about 2 to 6.
  • thermoplastic resin (C) The boundary between the composite and the thermoplastic resin (C) is bonded, and the thermoplastic resin (C) partially enters the composite near the boundary, and the polyarylene sulfide prepolymer (B) or It may be in a state in which it is compatible with polyarylene sulfide (B ′) or in a state in which reinforcing fibers are impregnated.
  • the axial direction of the molding material may be continuous while maintaining substantially the same cross-sectional shape. Depending on the molding method, such a continuous molding material may be cut into a certain length.
  • the molding material of the present invention comprises, for example, a reinforcing fiber bundle (A) and a polyarylene sulfide prepolymer (B) or a polyarylene sulfide (B ′) and a zero-valent transition metal compound (D) or the like by a technique such as injection molding or press molding.
  • a thermoplastic resin (C) can be kneaded with the composite made of the low-valent iron compound (E) to produce a final molded product. From the viewpoint of the handling property of the molding material, it is important that the composite and the thermoplastic resin (C) are not separated until molding is performed and the shape as described above is maintained.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) Since the polyarylene sulfide prepolymer (B) has a low molecular weight, it is usually a relatively fragile and easily crushed solid at room temperature. For this reason, the thermoplastic resin (C) is disposed so as to protect the composite, and the polyarylene sulfide prepolymer (B) is crushed and scattered by transportation of the material until molding, shock at the time of handling, rubbing, etc. It is desirable not to do so.
  • the composite and thermoplastic resin (C) are completely different in shape (size, aspect ratio), specific gravity, and weight, they are classified and molded at the time of transportation and handling of materials up to molding, and at the time of material transfer in the molding process. There are cases where the mechanical properties of the product vary, the fluidity is lowered and the mold is clogged, or blocking occurs in the molding process.
  • the thermoplastic resin (C) is disposed so as to cover the periphery of the composite made of the low-valent iron compound (E), that is, the reinforcing fiber bundle (A ) And a polyarylene sulfide prepolymer (B) or a polyarylene sulfide (B ′) and a zero-valent transition metal compound (D) or a low-valent iron compound (E) has a core structure, and a thermoplastic resin ( It is preferable that C) has a core-sheath structure covering the periphery of the composite.
  • the high molecular weight thermoplastic resin (C) wraps the polyarylene sulfide prepolymer (B) that is easily crushed or is disposed on a surface that is easily rubbed. The shape is easily retained. Further, the thermoplastic resin (C) is composed of the reinforcing fiber bundle (A) and the polyarylene sulfide prepolymer (B) or the polyarylene sulfide (B ′) and the zero-valent transition metal compound (D) or the low-valent iron compound (E).
  • thermoplastic resin (C) is disposed so as to cover the periphery of the composite.
  • the reinforcing fiber bundle (A) is completely impregnated with the polyarylene sulfide prepolymer (B) or the polyarylene sulfide (B ′).
  • the void ratio is preferably in the range of 0 to 40%.
  • a more preferable void ratio range is 20% or less.
  • the void ratio is in the above preferred range, the effect of promoting impregnation and fiber dispersion is excellent.
  • the void fraction is measured by the ASTM D 2734 (1997) test method for the composite part.
  • the molding material of the present invention is preferably used after being cut to a length in the range of 1 to 50 mm. By adjusting to the above length, the fluidity and handleability during molding can be sufficiently enhanced.
  • a particularly preferred embodiment of the molding material cut to an appropriate length in this way can be exemplified by long fiber pellets for injection molding.
  • the molding material of the present invention can be used depending on the molding method even if it is continuous or long.
  • a thermoplastic yarn prepreg it can be wound around a mandrel while heating to obtain a roll-shaped molded product.
  • molded products include liquefied natural gas tanks.
  • thermoplastic prepreg by aligning a plurality of the molding materials of the present invention and heating and fusing them.
  • Such a prepreg can be applied to fields where heat resistance, high strength, elastic modulus, and impact resistance are required, such as automobile members and aircraft members.
  • the molding material using polyarylene sulfide (B ′) is preferably produced through the following steps from the viewpoint that the shape described above can be easily produced.
  • a method for producing a molding material comprising the step [2] of obtaining an impregnated composite, and the step [3] of adhering the composite to a thermoplastic resin (C), wherein a polyarylene is formed after the step [2].
  • the apparatus for obtaining the mixture may have a mechanism for mixing the charged polyarylene sulfide prepolymer (B) with the zero-valent transition metal compound (D) or the low-valent iron compound (E).
  • a heating source for heating and melting from the viewpoint of uniformly mixing the component (B) and the component (D) or the component (E).
  • liquid feeding mechanism in order to quickly move to step [2] after obtaining the molten mixture.
  • driving method of liquid feeding include a self-weight type, a pneumatic type, a screw type, and a pump type.
  • the atmosphere during heating is preferably performed in a non-oxidizing atmosphere, and it is also preferable to perform it under reduced pressure conditions.
  • the non-oxidizing atmosphere is an atmosphere in which the oxygen concentration in the gas phase in contact with the polyarylene sulfide prepolymer (B) is 5% by volume or less, preferably 2% by volume or less, and more preferably contains substantially no oxygen, ie, nitrogen.
  • an inert gas atmosphere such as helium or argon is preferable, and among these, a nitrogen atmosphere is particularly preferable from the viewpoint of economy and ease of handling.
  • the reduced pressure condition means that the reaction system is lower than the atmospheric pressure, and the upper limit is preferably 50 kPa or less, more preferably 20 kPa or less, and even more preferably 10 kPa or less.
  • An example of the lower limit is 0.1 kPa or more, and 0.2 kPa or more is more preferable.
  • the pressure reduction condition is not less than the above preferred lower limit, the cyclic compound of the formula (a) having a low molecular weight contained in the cyclic polyarylene sulfide is difficult to be volatilized, and on the other hand, if it is not more than the preferred upper limit, a crosslinking reaction or the like is not preferred. Side reactions tend not to occur.
  • step [1] when melt-kneading, it is preferable to set the temperature and time so that the heat polymerization reaction of the polyarylene sulfide prepolymer (B) does not occur as much as possible.
  • the temperature at the time of melt kneading is 180 to 270 ° C., preferably 190 to 260 ° C., more preferably 200 ° C. to 250 ° C.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) When heated at the above preferred temperature, the polyarylene sulfide prepolymer (B) easily melts in a short time, while the polymerization of the polyarylene sulfide prepolymer (B) does not proceed rapidly, and the polyarylene sulfide (B) The viscosity increase due to the formation of ') hardly occurs, and the impregnation property in the subsequent step [2] is also good.
  • the time for melt kneading is not particularly limited, but in order to prevent the polyarylene sulfide prepolymer (B) from proceeding and thickening, the polyarylene sulfide prepolymer (B) It is preferable to move to step [2] as soon as possible after mixing the zero-valent transition metal compound (D) or the low-valent iron compound (E).
  • the time range is 0.01 to 300 minutes, preferably 1 to 120 minutes, more preferably 5 to 60 minutes.
  • the apparatus used is not particularly limited as long as it has a mechanism for impregnating the continuous reinforcing fiber bundle (A) with the mixture obtained in the step [1].
  • An apparatus for passing the reinforcing fiber bundle (A) through the mold die while supplying it to a die die such as a slit die, or a molten mixture is supplied to the melting bath by a gear pump, and the reinforcing fiber bundle ( A)
  • a method of passing the reinforcing fiber bundle (A) can be exemplified. These apparatuses may be used in combination for the purpose of improving the impregnation property, and the obtained composite may be looped and passed through the same apparatus a plurality of times.
  • the temperature at which the melt-kneaded material is impregnated is 180 to 320 ° C., preferably 190 to 300 ° C., more preferably 200 to 260 ° C.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) solidifies, is not thickened or hardened, and has excellent impregnation properties.
  • a polyarylene sulfide prepolymer (B) produced by heating Undesirable side reactions such as a crosslinking reaction and a decomposition reaction hardly occur between the arylene sulfide (B ′) and between the polyarylene sulfide (B ′) and the polyarylene sulfide prepolymer (B).
  • the time for impregnating the melt-kneaded product is 0.01 to 1000 minutes, preferably 0.02 to 120 minutes, more preferably 0.05 to 60 minutes, and still more preferably 0.1 to 1000 minutes. 10 minutes.
  • the reinforcing fiber bundle (A) is sufficiently impregnated with the melt-kneaded product, while the productivity of the molding material is also good.
  • the apparatus used is not particularly limited as long as it has a mechanism for adhering the thermoplastic resin (C) to the composite obtained in the step [2], and a molten thermoplastic resin ( C) is supplied to a mold die such as a T die or a slit die, and a device for passing the composite through the mold die, or a molten thermoplastic resin (C) is supplied to a melting bath by a gear pump, A device for allowing the composite to pass through the melting bath, a device for supplying the melted thermoplastic resin (C) to the kiss coater with a plunger pump and applying it to the composite, and a device for melting the thermoplastic resin (C)
  • An example is a method in which a composite is passed through the surface of the roll supplied on a heated rotating roll.
  • the temperature at which the composite and the thermoplastic resin (C) are bonded is not unambiguous because it varies depending on various properties such as the molecular structure, molecular weight, and composition of the thermoplastic resin (C) used.
  • the melting point of the thermoplastic resin (C) to be used can be exemplified.
  • 80 ° C., preferably 50 ° C., more preferably 30 ° C., and further preferably 20 ° C. can be exemplified.
  • the thermoplastic resin (C) can be easily bonded to the composite and can suppress undesirable phenomena in production, such as thermal decomposition of the thermoplastic resin (C).
  • Such a melting point can be determined by a differential scanning calorimeter (DSC) or the like.
  • the time required for the composite to pass through the apparatus for bonding the composite and the thermoplastic resin (C) is not particularly limited, but is 0.0001 to 120 minutes, preferably 0.0002 to An example is 60 minutes, more preferably 0.002 to 30 minutes. If it is set as the said preferable passage time, adhesion
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) may be converted into the polyarylene sulfide (B ′) in any of the steps [1] to [3].
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) it is preferable to selectively polymerize the polyarylene sulfide prepolymer (B) after the step [2]. .
  • conditions such as the apparatus, temperature, and time of the above-described steps [1] to [3] are suitable.
  • the polyarylene sulfide prepolymer remaining in the molding material is further heat-treated at 180 to 320 ° C., preferably 190 to 300 ° C., more preferably 200 to 260 ° C. It is also significant to heat polymerize (B).
  • the molding material using the polyarylene sulfide prepolymer (B) is obtained by converting the polyarylene sulfide prepolymer (B) to a zero-valent transition metal compound ( D) or polymerized by heating in the presence of a low-valent iron compound (E) to convert to polyarylene sulfide (B ′).
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) since the polyarylene sulfide prepolymer (B) has a high impregnation property and can be easily produced as a composite with the reinforcing fiber bundle (A), it is effective in improving the productivity of the molding material. Also, since the polyarylene sulfide prepolymer (B) is excellent in fluidity, for example, when the molding material of the present invention is injection-molded, it is melt-kneaded in a cylinder of an injection molding machine and has good fluidity. The sulfide prepolymer (B) diffuses into the thermoplastic resin (C) and helps the reinforcing fiber bundle (A) to be dispersed in the thermoplastic resin (C).
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) can easily disperse the reinforcing fiber bundle (A) by being easily replaced with the thermoplastic resin (C). From this effect, the polyarylene sulfide prepolymer (B) has a role as a so-called impregnation aid / dispersion aid.
  • the zero-valent transition metal compound (D) or the low-valent iron compound (E) promotes the conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) to the polyarylene sulfide (B ′) by heating. It plays a role as a polymerization catalyst.
  • a zero-valent transition metal compound (D) or a low-valent iron compound (E) when molding the molding material of the present invention to produce a molded article, It can be polymerized and converted to polyarylene sulfide (B ′).
  • the molding material of the present invention is injection-molded, the polyarylene sulfide prepolymer is formed in the cylinder and the mold in the injection molding process. Polymerization of (B) progresses, and a molded product having excellent mechanical properties can be obtained.
  • the molding material using the polyarylene sulfide prepolymer (B) can be melted by heating and molded into a predetermined shape.
  • the temperature at which the molding material is melted varies depending on the selected raw material, but a preferred range is 180 ° C. to 400 ° C., more preferably 200 ° C. to 380 ° C., and still more preferably 230 ° C. to 360 ° C.
  • a polyarylene sulfide prepolymer (B) and / or a thermoplastic resin (C) will be easy to melt
  • a thermoplastic resin (C) will be thermally decomposed and the physical property of a molded article will fall. And no voids.
  • the molding material using the polyarylene sulfide prepolymer (B) may be preheated before molding.
  • the temperature at which the molding material is preheated varies depending on the raw materials to be selected, but examples thereof include 180 ° C. to 400 ° C., more preferably 200 ° C. to 380 ° C., and further preferably 230 ° C. to 360 ° C.
  • the conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) to the polyarylene sulfide (B ′) proceeds, which is effective in shortening the molding time. From the viewpoint of productivity, the molding material that has undergone such a preheating step may be directly fed into the molding machine.
  • the molding material using the polyarylene sulfide prepolymer (B) may be pretreated separately from the preheating step as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of these include drying, degreasing, degassing, cutting, shaping, lamination, alignment, or adhesion.
  • the molding material of the present invention can be processed into a final shaped molded article by various molding methods. Examples of the molding method include press molding, stampable molding, transfer molding, injection molding, and combinations thereof.
  • the molding material of the present invention can be molded into various shapes such as a complex molded product such as a rib, a boss, and a gear, and a wide molded product such as a flat plate, a square plate, and a round plate.
  • a complex molded product such as a rib, a boss, and a gear
  • a wide molded product such as a flat plate, a square plate, and a round plate.
  • injection molding and transfer molding are preferably used, and injection molding is more preferably used from the viewpoint of productivity.
  • press molding and stamping are preferably used for wide molded articles.
  • the molding material of the present invention is used for injection molding, it is preferable to use a pellet-shaped molding material.
  • injection molding when plasticizing a pellet-shaped molding material, temperature, pressure, and kneading are added. Therefore, according to the present invention, the polyarylene sulfide prepolymer (B) or the polyarylene sulfide (B ′) It is very effective as a dispersion / impregnation aid.
  • a normal in-line screw type injection molding machine can be used, such as using a screw with a low compression ratio or setting a low back pressure during material plasticization. Even when the kneading effect by is weak, the reinforcing fiber is well dispersed in the matrix resin, and a molded product in which the fiber is impregnated with the resin can be obtained.
  • a molded product obtained by molding the molding material of the present invention may be further heat-treated.
  • the temperature at which the molded product is heated varies depending on the raw materials used for the molding material, but examples thereof include 180 ° C. to 400 ° C., more preferably 200 ° C. to 380 ° C., and still more preferably 230 ° C. to 360 ° C.
  • heat treatment in such a temperature range the conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) to the polyarylene sulfide (B ′) proceeds, which may be effective in improving the mechanical properties of the molded product.
  • the molded product obtained by the present invention may be subjected to post-treatment separately from the heating step as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of these include annealing, polishing, cutting, grinding, adhesion, or painting. ⁇ Molded product>
  • Examples of the molded article using the molding material of the present invention include cylinder parts such as a cylinder head cover, a bearing retainer, an intake manifold, and a pedal, tools such as a wrench, spanner, and driver, and small parts such as a gear. Further, since the molding material of the present invention is excellent in fluidity, a thin molded product having a thickness of 0.5 to 2 mm can be obtained relatively easily.
  • Such thin-wall molding is required to be represented by, for example, a casing used for a personal computer, a mobile phone, or a keyboard support that is a member that supports the keyboard inside the personal computer.
  • a casing used for a personal computer a mobile phone
  • a keyboard support that is a member that supports the keyboard inside the personal computer.
  • members for electrical and electronic equipment In such a member for an electric / electronic device, when carbon fiber having conductivity is used as the reinforcing fiber, electromagnetic shielding properties are imparted, which is more preferable.
  • the prepreg of the present invention comprises a polyarylene sulfide prepolymer (B) containing at least 50% by weight of cyclic polyarylene sulfide and having a weight average molecular weight of less than 10,000, a zero-valent transition metal compound (D) or a low
  • Examples of the method for obtaining the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the present invention include the above-described production methods [B1] and [B2] of the polyarylene sulfide prepolymer (B).
  • the resin composition in the present invention may contain components other than the polyarylene sulfide prepolymer (B).
  • components other than the polyarylene sulfide prepolymer (B) there are no particular restrictions on the components other than the polyarylene sulfide prepolymer (B), and various thermoplastic resin polymers, oligomers, various thermosetting resins, inorganic fillers, compatibilizers, antioxidants, thermal stability. You may mix
  • thermoplastic resin examples include linear or cyclic such as polyethylene, polyamide, polyester, polystyrene, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyimide, polyamideimide, polyether ketone, polyvinyl formal, polyvinyl acetal, polysulfone, and polyethersulfone. Examples thereof include polymers and oligomers.
  • thermosetting resin examples include unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, and epoxy resin.
  • a tackifier to the resin composition in order to facilitate the lamination of the prepreg.
  • a compound having a softening point of 150 ° C. or lower and a polar group in the molecule is preferably used.
  • the softening point means the Vicat softening point defined in JIS K 7206-1999.
  • a softening point of 150 ° C. or lower has a relatively low molecular weight and thus has good fluidity, and improves the adhesiveness during prepreg lamination.
  • a substance having a polar group in the molecule is also preferable because it induces weak bonds such as hydrogen bonds and improves the adhesion at the time of prepreg lamination.
  • ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-vinyl acrylate copolymer, terpene polymer, terpene phenol copolymer, polyurethane elastomer, acrylonitrile butadiene rubber (NBR) and the like are preferably used.
  • various zero-valent transition metal compounds are used as polymerization catalysts.
  • the zero-valent transition metal compound the above-described zero-valent transition metal compound (D) is preferably used.
  • various low-valent iron compounds are used as polymerization catalysts.
  • the low-valent iron compound the above-described low-valent iron compound (E) is preferably used.
  • the prepreg of the present invention is obtained by impregnating a reinforcing fiber with the above resin composition.
  • the form and arrangement of the reinforcing fibers in the present invention may be, for example, those aligned in one direction, woven fabric (cross), knitted fabric, braid, tow, mat, or the like. Among them, since it is possible to easily design strength characteristics by a laminated structure, it is preferable to use one that is aligned in one direction, and a fabric is preferably used because it can be easily shaped even on a curved surface.
  • the weight content of the reinforcing fiber in the prepreg in the present invention can be increased by impregnating the resin composition containing the cyclic polyarylene sulfide in a predetermined weight% or more with a predetermined weight%.
  • the amount is set to 60 to 80% by weight from the balance between mechanical properties and moldability.
  • the weight content is less than the lower limit, mechanical properties such as bending strength are not sufficient, and when the upper limit is exceeded, it is difficult to impregnate the reinforcing fiber with the resin composition.
  • the weight content of the reinforcing fiber can be determined by eluting the resin from the prepreg with an organic solvent and measuring the fiber weight.
  • the prepreg of the present invention can be produced by a wet method in which a resin composition is dissolved or dispersed in a solvent to lower the viscosity and impregnated, or a hot melt method in which the viscosity is lowered by heating and impregnated.
  • the wet method is a method of obtaining a prepreg by immersing a reinforcing fiber in a solution or dispersion of a resin composition, then pulling it up and evaporating the solvent using an oven or the like.
  • the hot melt method is a method in which a resin composition whose viscosity is reduced by heating is impregnated by directly heating and pressurizing reinforcing fibers, or a resin film in which a resin composition is coated on release paper or the like is prepared. It is a method of obtaining a prepreg by, for example, a method in which the film is overlapped from both sides or one side of the reinforcing fiber and the resin is impregnated by heating and pressing.
  • the hot melt method since no solvent is used, it is necessary to lower the resin viscosity to some extent in the step of impregnating the reinforcing fibers, but this is preferable because substantially no solvent remains in the prepreg.
  • the fiber-reinforced composite material of the present invention can be obtained by polymerizing a resin composition containing the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the prepreg using such a prepreg. That is, after laminating one or more prepregs having an arbitrary configuration, a resin composition containing the polyarylene sulfide prepolymer (B) is polymerized while applying heat and pressure.
  • the heating temperature and pressure are not particularly limited, but the heating temperature can be 150 ° C. or more and 300 ° C. or less, preferably 180 ° C. or more and 270 ° C. or less, and the pressure is 0.1 MPa or more and 10 MPa or less. For example, it is preferably 0.2 MPa or more and 5 MPa or less.
  • a prepreg having an arbitrary configuration is placed in a mold or on a press plate, and then a press molding method in which the mold or press plate is closed and pressurized, and a prepreg having an arbitrary configuration is placed in an autoclave.
  • Autoclave molding method that pressurizes and heats, prepreg of any configuration is wrapped in nylon film, etc., bagging molding method that heats in the oven while pressurizing at atmospheric pressure with internal pressure reduced, tension to prepreg of arbitrary configuration
  • Wrapping tape method that wraps tape while applying heat and heats in oven, prepreg of any configuration is installed in the mold, and internal pressure molding is performed by injecting gas or liquid into the core installed in the mold Laws are used.
  • the fiber-reinforced composite material of the present invention obtained as described above is such that the matrix resin is polyarylene sulfide (B ′) and has excellent heat resistance, mechanical properties, flame resistance, chemical resistance, and the like. Become.
  • the matrix resin is thermoplastic polyarylene sulfide (B ′)
  • the resin can be plasticized by heating or the like, so that the fiber-reinforced composite material can be easily recycled and repaired.
  • a continuous reinforcing fiber substrate (A ′), a polyarylene sulfide prepolymer (B) and a zero-valent transition metal compound (D) or a low-valent iron compound (E) are used as raw materials.
  • a fiber-reinforced molded base material using arylene sulfide (B ′) as a matrix resin is produced.
  • each component will be described.
  • the reinforcing fiber is not particularly limited, but carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, boron fiber, alumina fiber, mineral fiber, silicon carbide fiber, etc. can be used.
  • Two or more kinds of these fibers can be mixed.
  • carbon fiber from the viewpoint of obtaining a molded product having a light weight, high strength, and high elastic modulus.
  • the carbon fiber PAN-based carbon fiber, rayon-based carbon fiber, lignin-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, or the like can be used, and two or more of these can be mixed.
  • PAN-based carbon fibers are preferable from the viewpoint of balance between cost and strength, and PAN-based carbon fibers having a tensile modulus of 200 to 700 GPa are more preferable from the viewpoint of mechanical properties of the obtained molded product.
  • the form and arrangement of the reinforcing fiber substrate (A ′) used in the present invention are not particularly limited as long as they are continuous.
  • a reinforcing fiber bundle formed by converging continuous reinforcing fibers hereinafter simply referred to as reinforcing fibers.
  • a bundle a substrate in which continuous reinforcing fibers are arranged in one direction (hereinafter also simply referred to as a “unidirectional array substrate”), a woven fabric (cross), a nonwoven fabric, a mat, a knitted fabric, a braid, a yarn, a tow, etc. Used.
  • a reinforcing fiber bundle is preferable because it can be taken up continuously at a high speed, and it is preferable to use a unidirectionally arranged base material because it is possible to easily design strength characteristics by a laminated configuration.
  • a woven fabric is preferable because it can be easily shaped, and a nonwoven fabric and a mat are preferably used because they can be easily formed in the thickness direction.
  • the unidirectional array base material is a base material in which a plurality of reinforcing fibers are arrayed in parallel. Such a unidirectional array base material can be obtained, for example, by a method of aligning a plurality of continuous reinforcing fiber bundles in one direction and further leveling it into a sheet.
  • the reinforcing fiber base (A ′) is a reinforcing fiber bundle
  • the greater the number of single fibers of the reinforcing fibers the more advantageous the economy is, and therefore the number of single fibers is preferably 10,000 or more.
  • the larger the number of single fibers of the reinforcing fibers the more likely it is that the impregnation property of the matrix resin tends to be disadvantageous. Therefore, when using a carbon fiber bundle as the reinforcing fiber bundle, from the viewpoint of achieving both economy and impregnation properties, More preferably, 10000 or more and 100,000 or less, more preferably 20,000 or more and 50,000 or less can be used.
  • a sizing agent may be used separately from the component (B) in the present invention for the purpose of bundling single fibers into a reinforcing fiber bundle. This is because the sizing agent is attached to the reinforcing fiber bundle, and the handling property at the time of transferring the reinforcing fiber and the processability in the process of producing the molding material are improved, and within the range not impairing the object of the present invention.
  • Sizing agents such as resins, urethane resins, acrylic resins and various thermoplastic resins can be used alone or in combination of two or more.
  • the number of single fibers of the reinforcing fiber is not particularly limited.
  • a binder may be used for the reinforcing fiber base (A ′) separately from the component (B) in the present invention for the purpose of suppressing the dropping of single fibers. This is because the binder is attached to the reinforcing fiber base material so as to improve the handleability at the time of transferring the reinforcing fibers and the processability in the process of producing the molding material.
  • one or more binders such as epoxy resin, urethane resin, acrylic resin and various thermoplastic resins can be used in combination.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) contains at least 50% by weight or more of the cyclic polyarylene sulfide represented by the formula (a) and has a weight average molecular weight of less than 10,000.
  • a prepolymer is preferably used.
  • cyclic polyarylene sulfide is contained in an amount of 70% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, and particularly preferably 90% by weight or more.
  • the upper limit value of the cyclic polyarylene sulfide contained in the polyarylene sulfide prepolymer is not particularly limited, but 98% by weight or less, preferably 95% by weight or less can be exemplified as a preferable range from the viewpoint of productivity.
  • the higher the weight ratio of the cyclic polyarylene sulfide in the polyarylene sulfide prepolymer the higher the degree of polymerization of the polyarylene sulfide (B ′) obtained after heating. That is, in the present invention, the polymerization degree of the polyarylene sulfide (B ′) can be adjusted by adjusting the abundance ratio of the cyclic polyarylene sulfide in the polyarylene sulfide prepolymer (B).
  • Examples of the method for obtaining the polyarylene sulfide prepolymer (B) include the above-described production methods [B1] and [B2] of the polyarylene sulfide prepolymer (B).
  • thermoplastic resin a thermosetting resin, an elastomer, a rubber component, a flame retardant, an inorganic filler, carbon black and the like are within the range not impairing the effects of the present invention.
  • Conductivity-improving component, crystal nucleating agent, antioxidant, ultraviolet absorber, anti-vibration agent, antibacterial agent, insect repellent, deodorant, colorant, pigment, dye, heat stabilizer, mold release agent, adhesive, anti-static Agents, plasticizers, lubricants, foaming agents, antifoaming agents, coupling materials and the like may be added.
  • various zero-valent transition metal compounds are used as polymerization catalysts.
  • the zero-valent transition metal compound the above-described zero-valent transition metal compound (D) is preferably used.
  • various low-valent iron compounds are used as a polymerization catalyst.
  • the low-valent iron compound the above-described low-valent iron compound (E) is preferably used.
  • the manufacturing method of the fiber reinforced molding base material of this invention is comprised from the following processes at least.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) is added in the presence of a zero-valent transition metal compound (D) or a low-valent iron compound (E). It is characterized in that it is polymerized by being heated to convert it to polyarylene sulfide (B ′).
  • Each step can be performed off-line, but it is preferable to perform steps (I) to (IV) on-line from the viewpoint of economy and productivity.
  • performing the steps (I) to (IV) online means that all the steps (I) to (IV) are performed continuously (for example, see FIGS. 12 to 14) or intermittently on the same production line. Means to do.
  • Step (I) is a step of supplying a continuous reinforcing fiber substrate (A ′) to the production line.
  • Continuous means that the continuous reinforcing fiber base material (A ′) as a raw material is supplied without being completely cut, and the supply speed may be constant, or supply and stop intermittently. It may be repeated.
  • a step of cutting a part thereof may be included.
  • the continuous reinforcing fiber base means a reinforcing fiber base in a form that can be continuously supplied.
  • the step (I) includes the purpose of drawing out the continuous reinforcing fiber base (A ′) and arranging it in a predetermined arrangement. That is, the continuous reinforcing fiber base (A ′) to be supplied may be a yarn shape, a sheet shape aligned in one direction, or a preform shape that has been previously provided with a shape. . Specifically, a continuous reinforcing fiber bundle is creeled, the reinforcing fiber bundle is pulled out, passed through a roller and supplied to the production line, or a plurality of reinforcing fiber bundles are similarly arranged in one direction to form a sheet.
  • the roll bar is passed through and supplied to the production line, or the continuous reinforcing fiber substrate (A ') previously rolled in the form of woven fabric, non-woven fabric, or mat is creeled, pulled out, and passed through the roller.
  • the method of supplying to a production line is mentioned.
  • a method using a reinforcing fiber bundle is preferably used because it can be taken up at a high speed, and a method using a roll is preferably used because a large amount of fiber-reinforced molded base material can be produced at one time. .
  • a method of supplying a production line through a plurality of roll bars arranged so as to have a predetermined shape can be exemplified. Furthermore, when the continuous reinforcing fiber base (A ′) is processed into a flat shape, it may be directly supplied to the production line from a folded state or the like. In addition, it is more preferable in terms of production management to provide a driving device for various rollers and roll bars because the supply speed can be adjusted.
  • the step (I) includes a step of heating the continuous reinforcing fiber substrate (A ′) to 50 to 500 ° C., preferably 80 to 400 ° C., more preferably 100 to 300 ° C. preferable.
  • the fixability of the polyarylene sulfide prepolymer (B) to the continuous reinforcing fiber substrate (A ′) in the step (II) can be improved.
  • the sizing agent adhering to the reinforcing fiber bundle can be softened and opened.
  • the heating method is not particularly limited, and examples thereof include non-contact heating using hot air or an infrared heater, and contact heating using a pipe heater or electromagnetic induction.
  • the continuous reinforcing fiber base (A ′) is a reinforcing fiber bundle or a unidirectionally aligned base
  • the thickness of the reinforcing fiber bundle is reduced, the width of the reinforcing fiber bundle before opening is w1 (mm), the thickness is t1 ( ⁇ m), the width of the reinforcing fiber bundle after opening is w2 (mm),
  • the spread ratio (w2 / t2) / (w1 / t1) is preferably 2.0 or more, and more preferably 2.5 or more.
  • the method for opening the reinforcing fiber bundle is not particularly limited.
  • a method of changing the tension of the reinforcing fiber bundle by the friction body and a method of blowing air to the reinforcing fiber bundle can be used.
  • Step (II) is a step of combining the polyarylene sulfide prepolymer (B) with the continuous reinforcing fiber substrate (A ′).
  • the method of conjugation is not particularly limited, but the following four methods [c1] to [c4] can be preferably exemplified according to the form of the polyarylene sulfide prepolymer (B).
  • a polyarylene sulfide prepolymer (B) in at least one form selected from the group consisting of particles, fibers, and flakes is combined with a continuous reinforcing fiber substrate (A ′) in a liquid phase. It is a method to do. That is, at least one polyarylene sulfide prepolymer (B) selected from the group consisting of particles, fibers, and flakes is dispersed or dissolved in a liquid phase, and a reinforcing fiber group continuous in the liquid phase. The material (A ′) is allowed to pass through.
  • distribution here maintains the inside of the range of the preferable size in each form mentioned later, without polyarylene sulfide prepolymer (B) carrying out secondary aggregation and forming the coarse aggregate of 1 mm or more.
  • a method for dispersing or dissolving the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the liquid phase is not particularly limited, and a method using a stirring device, a method using a vibration device, a method using an ultrasonic generator, and a jet device are used. A method etc. can be illustrated. In addition, from the viewpoint of maintaining the dispersed state or the dissolved state, it is more preferable to use these methods even in the liquid phase through which the continuous reinforcing fiber substrate (A ′) is passed.
  • the liquid phase used here may be water or an organic solvent, but it is more preferable to use pure water or industrial water from the viewpoints of economy and productivity.
  • Various anionic, cationic and nonionic surfactants may be used in combination for the purpose of assisting the dispersion of the polyarylene sulfide prepolymer (B).
  • the amount of the surfactant used is not particularly limited, but a preferable range is 0.01 to 5% by weight.
  • an especially preferable form of the polyarylene sulfide prepolymer (B) is an emulsion or a dispersion.
  • the average particle diameter is preferably 0.01 to 100 ⁇ m, more preferably 0.05 to 50 ⁇ m, and further preferably 0.1 to 20 ⁇ m.
  • the average particle size is preferably 50 to 300 ⁇ m, more preferably 80 to 250 ⁇ m, and even more preferably 100 to 200 ⁇ m, from the viewpoint of processability and handleability of the particles. .
  • the average fiber diameter is preferably 0.5 to 50 ⁇ m, more preferably 1 to 30 ⁇ m, and further preferably 5 to 20 ⁇ m.
  • the average fiber length is not particularly limited, but a preferred range is 1 to 10 mm. Further, when it is in the form of flakes, it preferably has the same thickness as that of the particles and has a length of 5 to 100 times the thickness.
  • the average particle diameter can be measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus.
  • the average fiber diameter, average fiber length, and flake-like thickness and length can be easily measured using an optical microscope.
  • the average value measured at an arbitrary 400 points may be obtained by enlarging 20 to 100 times. .
  • N-methyl-2-pyrrolidone dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, dimethyl ether, dipropyl ether, tetrahydrofuran, chloroform, methylene chloride, trichloroethylene, 2 Ethylene chloride, dichloroethane, tetrachloroethane, chlorobenzene, methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, ethylene glycol, propylene glycol, phenol, cresol, poly Ji glycol, benzene, toluene, xylene and the like. It is also possible to use an inorganic compound such as carbon dioxide, nitrogen, or water as a solvent in a supercritical fluid state. These solvents can be used as one kind or a mixture of two or more kinds.
  • an emulsion or dispersion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) is supplied into the water tank, and a continuous reinforcing fiber base (A ′) is passed through the water tank, and further in the water tank.
  • a method of passing through a continuous reinforcing fiber substrate (A ′) using a jet a method of spraying a cyclic polyarylene sulfide emulsion or dispersion directly on a continuous reinforcing fiber substrate (A ′), etc. Can be mentioned.
  • the water or the organic solvent used is removed (liquid removal) after passing through the continuous reinforcing fiber base (A ′).
  • liquid removal liquid removal
  • methods such as air blow, hot air drying, and suction filtration can be exemplified.
  • the liquid or organic solvent drainage rate of the composite is not particularly limited, but is preferably 50 to 100%, more preferably 70 to 100%, and still more preferably 90 to 100%.
  • the liquid phase after liquid removal is recovered and circulated and reused.
  • the liquid removal rate can be easily determined from the mass difference of the composite before and after the liquid removal operation.
  • [c3] A method in which the polyarylene sulfide prepolymer (B) in at least one form selected from the group consisting of film, sheet, and nonwoven fabric is combined with a continuous reinforcing fiber substrate (A ′). is there.
  • the film shape means a thickness having an average thickness of 200 ⁇ m or less
  • the sheet shape means a thickness having an average thickness exceeding 200 ⁇ m.
  • the non-woven fabric is a fiber sheet or web, in which fibers are oriented in one direction or randomly, and the fibers are bonded by any of entanglement, fusion, or adhesion.
  • the average thickness can be obtained by stacking a plurality of sheets or films, measuring arbitrary 10 points with calipers, and dividing the obtained thickness by the number of stacked sheets.
  • a continuous reinforcing fiber substrate (A ′) is moved to a conveyor, and a film-like polyarylene sulfide prepolymer (B) is laminated on one side or both sides thereof with a hot roller.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) is roll-processed in any form from the viewpoints of economy and productivity.
  • a preferable method is to apply the roll on a release paper after processing into each form and roll processing.
  • [C4] A method in which the polyarylene sulfide prepolymer (B) is heated and melted and supplied so as to be in contact with the continuous reinforcing fiber base (A ′).
  • an apparatus such as an extruder, a plunger, or a melting bath can be used, but it has a function of transferring the melted polyarylene sulfide prepolymer (B) such as a screw or a gear pump. It is preferable.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) is melted using an extruder, it is supplied to a die die such as a T die or a slit die, and a continuous reinforcing fiber substrate ( A ′) is passed through, or the same is supplied to the melting bath with a gear pump, and the continuous reinforcing fiber substrate (A ′) is passed through the melting bath while being squeezed, or melted with a plunger pump.
  • An example is a method in which the polyarylene sulfide prepolymer (B) melted above is supplied and the continuous reinforcing fiber base (A ′) is passed through the roll surface.
  • the temperature for melting by heating so as not to cause the polymerization reaction of the polyarylene sulfide prepolymer (B) as much as possible.
  • the temperature at the time of heating and melting is 180 to 270 ° C., preferably 190 to 260 ° C., more preferably 200 to 250 ° C.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) does not melt or tends to require a long time for melting, which is not desirable.
  • the composite composed of the continuous reinforcing fiber base (A ′) and the polyarylene sulfide prepolymer (B) is preferably 100 to 300 ° C., more preferably 150 to 270 ° C. It is preferable to include a step of heating to 180 to 250 ° C. By this heating step, the polyarylene sulfide prepolymer (B) is softened or melted and can be firmly fixed by the continuous reinforcing fiber substrate (A ′), which is advantageous in improving productivity.
  • the pressing force at this time is preferably 0.1 to 5 MPa, more preferably 0.3 to 4 MPa, and further preferably 0.5 to 3 MPa from the viewpoint of productivity.
  • a method of arranging a plurality of pressure rollers in a heated chamber and passing the composite a method of similarly arranging a calender roll up and down and passing the composite, and heating using a hot roller
  • a method of simultaneously performing pressurization can be exemplified.
  • the composite comprising the continuous reinforcing fiber base (A ′) and the polyarylene sulfide prepolymer (B) obtained in the step (II) is heated to produce a polyarylene sulfide prepolymer ( B) is a step of converting polyarylene sulfide (B ′), and in particular, heating the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the presence of a zero-valent transition metal compound (D) or a low-valent iron compound (E). It is important to be polymerized and converted to polyarylene sulfide (B ′).
  • the heating temperature at this time is 180 to 320 ° C., preferably 190 to 300 ° C., more preferably 200 ° C. to 260 ° C.
  • the temperature is lower than 180 ° C., the polymerization does not proceed sufficiently, and a low molecular weight polyarylene sulfide prepolymer (B) is excessively contained, and a fiber reinforced molded substrate having inferior moldability can be obtained. Excessive time may impair productivity.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) can be easily converted into the polyarylene sulfide (B ′) in the temperature range. Can be converted.
  • the reaction time is preferably 60 minutes or less, more preferably 10 minutes or less, and even more preferably 3 minutes or less. There is no restriction
  • the non-oxidizing atmosphere is an atmosphere having an oxygen concentration of 5% by volume or less, preferably 2% by volume or less, more preferably an oxygen-free atmosphere, that is, an inert gas atmosphere such as nitrogen, helium or argon. Of these, a nitrogen atmosphere is particularly preferred from the standpoints of economy and ease of handling.
  • step (III) it is preferable to heat at a reduced pressure of 0.1 to 50 kPa.
  • the atmosphere in the reaction system is once changed to a non-oxidizing atmosphere and then adjusted to a reduced pressure condition.
  • under reduced pressure means that the inside of the reaction system is lower than atmospheric pressure, more preferably 0.1 to 50 kPa, and further preferably 0.1 to 10 kPa.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) and the polyarylene sulfide are applied to the continuous reinforcing fiber substrate (A ′) by applying a pressing force simultaneously with heating or after heating.
  • the pressure applied here is preferably from 0.5 to 10 MPa, more preferably from 1 to 8 MPa, and even more preferably from 2 to 6 MPa from the viewpoint of the balance between impregnation and productivity.
  • a method of passing the composite while applying pressure from above and below by a double belt press, or a combination of multiple calender rolls placed in a nitrogen-substituted heating furnace A method of passing the body while applying pressure, or placing the composite in a high-temperature press mold, sealing and pressurizing between the press molds, and simultaneously replacing the inside of the mold with nitrogen, and releasing the space between the press molds after completion of polymerization as a decompression condition
  • these devices may be used in combination for the purpose of improving the impregnation property, the line direction may be folded in order to increase the length, and the composite that has passed through the device is folded back.
  • Step (IV) is a step of cooling and taking up the complex obtained in step (III).
  • the cooling method is not particularly limited, and a method of cooling by jetting air, a method of spraying cooling water, a method of passing through a cooling bath, a method of passing over a cooling plate, or the like can be used.
  • the take-up speed in the step (IV) is preferably as high as possible from the viewpoint of economy and productivity because it directly affects the process speed when the production of the fiber reinforced molded base material is online.
  • the take-up speed is preferably 1 to 100 m / min, more preferably 5 to 100 m / min, further preferably 10 to 100 m / min.
  • a base material may be cut through a slitter, a sheet may be cut into a predetermined length with a guillotine cutter or the like, or it may be cut into a fixed length with a strand cutter or the like. Alternatively, it may be a roll shape.
  • another process can be combined with the manufacturing method of a fiber reinforced shaping
  • an electron beam irradiation process, a plasma treatment process, a strong magnetic field application process, a skin material laminating process, a protective film attaching process, an after-cure process, and the like can be given.
  • the fiber reinforced molded base material obtained by the production method of the present invention has a polyarylene sulfide (B ′) when the fiber reinforced molded base material is 100% by mass from the balance of moldability and mechanical properties of the obtained molded product. Is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 20 to 80% by mass, and still more preferably 30 to 70% by mass. If it is less than 10% by mass, fuzz of reinforcing fibers may be easily generated during the production of a fiber-reinforced molded substrate. When it is larger than 90% by mass, the reinforcing effect by the reinforcing fiber may not be sufficient in the obtained molded product.
  • B ′ polyarylene sulfide
  • ratios can be easily implemented by controlling the supply amounts of the continuous reinforcing fiber base (A ′) and the polyarylene sulfide prepolymer (B).
  • the supply amount of the continuous reinforcing fiber substrate (A ′) can be adjusted by the take-up speed in the step (IV), and the supply amount of the polyarylene sulfide prepolymer (B) can be adjusted in the step (II).
  • the supply amount can be adjusted using a quantitative feeder or the like.
  • substrates having different impregnation rates can be produced according to the usage and purpose of the fiber reinforced molded substrate.
  • a prepreg having a higher impregnation property, a semi-preg with a semi-impregnation, and a fabric with a low impregnation property are more effective for molding in a short time, but there are cases where shapeability to a curved surface shape becomes a problem.
  • a first preferred embodiment of the fiber reinforced molded base material obtained by the production method of the present invention is a molded base material having a polyarylene sulfide (B ′) impregnation rate of 50% or more and 100% or less. This is excellent from the viewpoint of producing a simpler planar shaped product with high productivity.
  • a second preferred embodiment of the fiber reinforced molded base material obtained by the production method of the present invention is a molded base material having a polyarylene sulfide (B ′) impregnation rate of 20% or more and less than 50%. This is excellent in terms of being able to be shaped to a certain degree of curved surface and minimizing the decrease in productivity during molding.
  • B ′ polyarylene sulfide
  • the third preferred embodiment of the fiber reinforced molded base material obtained by the production method of the present invention is a molded base material having a polyarylene sulfide impregnation ratio of greater than 0% and less than 20%. This is excellent in terms of manufacturing a molded product having a more complicated shape or a molded product that does not require complete impregnation.
  • the impregnation rate referred to here is a cross-section of the fiber reinforced molded base material observed using an optical microscope, and the area of the polyarylene sulfide impregnated is the sum of the area and the area of voids (voids). It is expressed as a percentage (%) divided.
  • the average value measured for 20 arbitrary images may be obtained by enlarging the image by 20 to 100 times.
  • the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the step (III) is converted into a polyarylene sulfide prepolymer (B) in the step (II), the temperature and pressure when the polyarylene sulfide prepolymer (B) is compounded.
  • the temperature and pressure applied when the arylene sulfide (B ′) is polymerized are the temperature and pressure applied when the arylene sulfide (B ′) is polymerized.
  • the higher the temperature and the applied pressure the higher the impregnation rate.
  • the impregnation property can be enhanced as the polyarylene sulfide prepolymer (B) is further refined.
  • the fiber reinforced molding substrate obtained by the present invention can be applied to molding methods having excellent productivity such as autoclave molding, press molding, filament winding molding, stamping molding, injection molding, transfer molding, etc., and thermoplastic resin is used as a matrix resin. Therefore, molding in a short time is possible. Also, integrated molding such as insert molding and outsert molding can be easily performed. Furthermore, it is possible to utilize an adhesive method having excellent productivity such as a correction treatment by heating, heat welding, vibration welding, ultrasonic welding, etc. after molding.
  • the resulting molded article reflects the characteristics of polyarylene sulfide (B ′), is excellent in heat resistance, chemical resistance, mechanical characteristics, and flame retardancy, and can be developed for various uses.
  • electrical or electronic equipment OA equipment housings, members, various rackets, golf club shafts, yachts, boards, ski equipment, fishing rods and other sports-related parts, members, rods, panels, floors, joints, hinges, gears, etc. It is useful for a wide range of applications such as industrial materials and satellite related parts.
  • Weight average fiber length (Lw) ⁇ (Li ⁇ Wi / 100)
  • Ntotal Total number of fibers measured.
  • Izod impact test of molded product obtained using molding material In accordance with ASTM D 256 (1993), an Izod impact test with a mold notch was performed. The Izod impact strength (J / m) was measured when the thickness of the used test piece was 3.2 mm and the moisture content of the test piece was 0.1% by weight or less.
  • Senshu Science SSC-7100 (Column name: Senshu Science GPC3506) Eluent: 1-chloronaphthalene, flow rate: 1.0 mL / min Column temperature: 210 ° C., detector temperature: 210 ° C.
  • the weight average molecular weight of the polyarylene sulfide (B ′) in the molded product is determined by separately measuring the GPC measurement of the molded product and the GPC measurement of the same type of thermoplastic resin (C) used for the molded product.
  • the peak of the GPC chart of the thermoplastic resin (C) was excluded from the GPC chart of the molded product.
  • the evaluation results are evaluated in the following two stages, and good or better is acceptable.
  • the molecular weight of polyarylene sulfide (B ′) is 10,000 or more.
  • the molecular weight of polyarylene sulfide (B ′) is less than 10,000.
  • Conversion rate of polyarylene sulfide prepolymer (B) The conversion rate of polyarylene sulfide prepolymer (B) to polyarylene sulfide (B ′) is calculated by the following method using high performance liquid chromatography (HPLC). I went there.
  • the 1-chloronaphthalene insoluble component was filtered using a membrane filter having a pore size of 0.45 ⁇ m to obtain a 1-chloronaphthalene soluble component.
  • Unreacted cyclic polyarylene sulfide was quantified by HPLC measurement of the obtained soluble component, and the conversion rate of polyarylene sulfide prepolymer (B) to polyarylene sulfide (B ′) was calculated.
  • the measurement conditions for HPLC are shown below.
  • the evaluation results are evaluated in the following four stages, and fair or higher is passed.
  • the conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) is 90% or more.
  • the conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) is 80% or more and less than 90%.
  • the conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) is 70% or more and less than 80%.
  • the conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) is less than 70%.
  • Weight loss due to heating of polyarylene sulfide (B ′) Using a thermogravimetric analyzer (TGA7 manufactured by Perkin Elmer), the weight reduction rate was measured under the following conditions. In addition, the sample used the fine granule of 2 mm or less.
  • Measurement atmosphere Nitrogen (purity: 99.99% or more) under airflow Sample charge weight: about 10 mg Measurement condition: (A) Hold for 1 minute at a program temperature of 50 ° C. (b) Increase the temperature from the program temperature of 50 ° C. to 400 ° C. The temperature increase rate at this time is 20 ° C./min.
  • the weight reduction rate ⁇ Wr was calculated from the sample weight at the time of reaching 330 ° C. using the above-described formula (i), based on the sample weight at the time of 100 ° C. at the temperature rise of (b).
  • the obtained fiber-reinforced molded substrate is cut, and the cross section is observed about 10 mm in the width direction using an optical microscope.
  • the cross section (circle or ellipse) of the reinforcing fiber bundle, the resin portion, and the void can be confirmed.
  • region which tied the fibers which form the outermost layer of continuous reinforcement fiber base material (A ') is the inside of continuous reinforcement fiber base material (A'), and the area of the resin part in this area
  • region was divided by the sum of the area and the area of the voids to obtain the impregnation rate (%).
  • the measurement of the area was performed in the image software by analyzing the resin part and the void with a contrast.
  • step (III) is 320 ° C. or less, and the conversion rate is 70% or more.
  • step (III) is 320 ° C. or less, and the conversion rate is 70% or more.
  • step (III) is higher than 320 ° C., and the conversion is 70% or more.
  • the weight average molecular weight of this white powder was 900. From the absorption spectrum in the infrared spectroscopic analysis of the white powder, it was found that the white powder was a polyphenylene sulfide prepolymer. As a result of analyzing the thermal characteristics of the white powder using a differential scanning calorimeter (temperature increase rate 40 ° C./min), it shows a broad endotherm at about 200 to 260 ° C., and the peak temperature is 215 ° C. I understood it.
  • this white powder is a cyclic polyphenylene sulfide having 4 to 11 repeating units and a straight chain having 2 to 11 repeating units based on mass spectral analysis of components separated by high performance liquid chromatography and molecular weight information by MALDI-TOF-MS. It was a mixture of chain polyphenylene sulfide, and the weight ratio of cyclic polyphenylene sulfide to linear polyphenylene sulfide was found to be 9: 1.
  • the obtained polyphenylene sulfide prepolymer was freeze-ground and mechanically classified with a mesh to obtain an average particle size of 120 ⁇ m. Similarly, particles of zero-valent transition metal compound (D) were obtained, and particles (P) were obtained by mechanically mixing them at a predetermined ratio.
  • a predetermined solvent for dissolving the polyphenylene sulfide prepolymer and dissolving or dispersing the zero-valent transition metal compound (D) was selected to obtain a solution composed of the polyphenylene sulfide prepolymer and the zero-valent transition metal compound (D).
  • the solvent was removed from the resulting solution to obtain particles (P ′) composed of a polyphenylene sulfide prepolymer and a zero-valent transition metal compound (D).
  • the particles (P ′) were mixed with industrial water containing 0.03% by mass of a surfactant and forcibly stirred with a high-pressure morphogenizer to obtain a dispersion (L) having an average particle size of 8 ⁇ m and a solid content concentration of 10%.
  • the polyphenylene sulfide prepolymer and the zero-valent transition metal compound (D) were mixed and further heated at 180 to 270 ° C. to obtain a melt.
  • the obtained melt was applied to a predetermined thickness on a release paper using a knife coater to prepare a film (F) having a basis weight of 25 g / m 2 .
  • This slurry (Sa) was diluted with 52 kg of NMP to obtain a slurry (Sb).
  • 132 kg of slurry (Sb) heated to 80 ° C. was filtered off with a sieve (80 mesh, opening 0.175 mm) to obtain 100 kg of crude PPS resin and slurry (Sc).
  • the slurry (Sc) was charged in a rotary evaporator, replaced with nitrogen, treated at 100 to 160 ° C. under reduced pressure for 1.5 hours, and then treated at 160 ° C. for 1 hour in a vacuum dryer.
  • the amount of NMP in the obtained solid was 3% by weight.
  • the obtained polyphenylene sulfide oligomer was further Soxhlet extracted with 36 kg of chloroform for 3 hours. Chloroform was distilled off from the obtained extract, and 6 kg of chloroform was added again to the resulting solid, and the mixture was dissolved at room temperature to obtain a slurry mixture. This was slowly added dropwise to 75 kg of methanol with stirring, and the precipitate was suction filtered through a glass filter having an opening of 10 to 16 ⁇ m, and the resulting white cake was vacuum dried at 70 ° C. for 3 hours to obtain 360 g of a white powder. .
  • the weight average molecular weight of this white powder was 900. From the absorption spectrum in the infrared spectroscopic analysis of the white powder, the white powder was found to be polyphenylene sulfide. As a result of analyzing the thermal characteristics of this white powder using a differential scanning calorimeter (temperature increase rate 40 ° C./min), it shows a broad endotherm at about 200 to 260 ° C., and the peak temperature is about 215 ° C. I found out.
  • this white powder is a cyclic polyphenylene sulfide having 4 to 11 repeating units and a line having 2 to 11 repeating units. It was found to be a polyphenylene sulfide prepolymer having a weight ratio of cyclic polyphenylene sulfide to linear polyphenylene sulfide of about 9: 1.
  • the solid component was dispersed in 80 kg of 0.5% acetic acid aqueous solution and stirred at 70 ° C. for 30 minutes, followed by filtration in the same manner.
  • the obtained solid component was dispersed again in 80 kg of ion-exchanged water and stirred at 70 ° C. for 30 minutes, followed by filtration in the same manner.
  • the obtained water-containing cake was dried overnight in a vacuum dryer at 70 ° C. to obtain 600 g of a dried cake.
  • this white powder is a mixture of cyclic polyphenylene sulfide and linear polyphenylene sulfide, and the weight ratio of cyclic polyphenylene sulfide to linear polyphenylene sulfide is about 1: 1.5
  • the white powder obtained was found to be a polyphenylene sulfide prepolymer containing about 40% by weight of cyclic polyphenylene sulfide and about 60% by weight of linear polyphenylene sulfide.
  • the weight average molecular weight of this polyphenylene sulfide prepolymer was 1,500.
  • the precipitate was collected by suction filtration through a glass filter having an opening of 10 to 16 ⁇ m, and the resulting white cake was vacuum dried at 70 ° C. for 3 hours to obtain 3.0 g of a white powder.
  • the yield of white powder was 31% based on the polyphenylene sulfide mixture used.
  • the weight average molecular weight of this white powder was 900. From the absorption spectrum in the infrared spectroscopic analysis of this white powder, it was confirmed that the white powder was a compound composed of phenylene sulfide units. Moreover, this white color is obtained from mass spectrum analysis of components separated by high performance liquid chromatography (equipment: LC-10, manufactured by Shimadzu Corporation, column: C18, detector: photodiode array), and further from molecular weight information by MALDI-TOF-MS. The powder was found to contain about 94% by weight fraction of a cyclic compound having a p-phenylene sulfide unit as a main constituent unit and 4 to 12 repeating units.
  • the obtained polyphenylene sulfide prepolymer was freeze-ground and mechanically classified with a mesh to obtain an average particle size of 120 ⁇ m. Similarly, particles of a low-valent iron compound (E) were obtained, and these were mechanically mixed at a predetermined ratio to obtain particles (P ′′).
  • Example 1 To the polyphenylene sulfide prepolymer prepared in Reference Example 1, tetrakis (triphenylphosphine) palladium was added as a zero-valent transition metal compound (D) so as to be 0.5 mol% with respect to sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer. Then, it is melted in a 250 ° C. melting bath and supplied to the kiss coater with a gear pump. A polyphenylene sulfide prepolymer was applied from a kiss coater on a roll heated to 260 ° C. to form a film.
  • carbon fiber “Torayca” (registered trademark) T700S-24K (manufactured by Toray Industries, Inc.) was passed while contacting to adhere a certain amount of polyphenylene sulfide prepolymer per unit length of the carbon fiber bundle. .
  • the carbon fiber to which the polyphenylene sulfide prepolymer is adhered is freely rotated by a bearing heated to 260 ° C., and is passed between 10 rolls ( ⁇ 50 mm) alternately arranged on the upper and lower sides in a straight line.
  • the component (A) was sufficiently impregnated.
  • “Torelina” registered trademark
  • A900 polyethylene sulfide resin manufactured by Toray Industries, Inc., melting point 278 ° C.
  • the composite obtained was continuously fed into the crosshead die to coat the composite with the molten component (C).
  • the amount of the component (C) was adjusted so that the content of the reinforcing fiber was 20% by weight.
  • the strand obtained by the method described above was cooled and then cut into a length of 7 mm with a cutter to obtain a columnar pellet (long fiber pellet) which is a molding material of the present invention.
  • This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • the obtained long fiber pellets showed no fuzz due to transportation and showed good handleability.
  • the obtained long fiber pellet was dried under vacuum at 150 ° C. for 5 hours or more.
  • the dried long fiber pellets were molded using a mold for each test piece using a J150EII-P type injection molding machine manufactured by Nippon Steel Works. The conditions were as follows: cylinder temperature: 320 ° C., mold temperature: 150 ° C., and cooling time 30 seconds. After the molding, the test piece was dried at 80 ° C. for 12 hours under vacuum, and the dried test piece was stored in a desiccator at room temperature for 3 hours. The evaluation results are shown in Table 1.
  • Example 2 Tris (dibenzylideneacetone) dipalladium is used as the zero-valent transition metal compound (D) instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium, and the amount added is 1 mol% with respect to the sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer.
  • a columnar pellet (long fiber pellet), which is a molding material of the present invention, was produced in the same manner as in Example 1 except that the above was changed. This columnar pellet had a core-sheath structure. Using the obtained long fiber pellets, injection molding was carried out in the same manner as in Example 1 and subjected to each evaluation. Table 1 shows the process conditions and evaluation results.
  • Example 3 In the same manner as in Example 1, except that bis [1,2-bis (diphenylphosphino) ethane] palladium was used as the zero-valent transition metal compound (D) instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium, Columnar pellets (long fiber pellets) which are the molding materials of the invention were produced. This columnar pellet had a core-sheath structure. Using the obtained long fiber pellets, injection molding was carried out in the same manner as in Example 1 and subjected to each evaluation. Table 1 shows the process conditions and evaluation results.
  • Example 4 Instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium as the zero-valent transition metal compound (D), 0.5 mol% of palladium acetate with respect to the sulfur atom in the polyphenylene sulfide prepolymer and the sulfur atom in the polyphenylene sulfide prepolymer
  • Columnar pellets (long fiber pellets), which are molding materials of the present invention, were produced in the same manner as in Example 1 except that a complex was formed in the system by using 2 mol% of triphenylphosphine together. This columnar pellet had a core-sheath structure. Using the obtained long fiber pellets, injection molding was carried out in the same manner as in Example 1 and subjected to each evaluation.
  • Table 1 shows the process conditions and evaluation results.
  • Example 5 Instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium as the zero-valent transition metal compound (D), 0.5 mol% of palladium chloride with respect to the sulfur atom in the polyphenylene sulfide prepolymer and the sulfur atom in the polyphenylene sulfide prepolymer
  • Example 5 instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium as the zero-valent transition metal compound (D), 0.5 mol% of palladium chloride with respect to the sulfur atom in the polyphenylene sulfide prepolymer and the sulfur atom in the polyphenylene sulfide prepolymer
  • the columnar pellet (the molding material of the present invention) Long fiber pellets) were produced. This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • Example 6 Tetrakis (triphenylphosphine) nickel was used in place of tetrakis (triphenylphosphine) palladium as the zero-valent transition metal compound (D), and the amount added was 1 mol% with respect to sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer.
  • Example 7 Using the obtained long fiber pellets, injection molding was carried out in the same manner as in Example 1 and subjected to each evaluation. Table 1 shows the process conditions and evaluation results.
  • Example 7 Instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium as the zero-valent transition metal compound (D), 1 mol% of nickel chloride with respect to sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer and 2 with respect to sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer Columnar pellets (long fibers), which are molding materials of the present invention, were prepared in the same manner as in Example 1 except that a complex was formed in the system by using in combination with mol% 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane.
  • Nickel chloride is used in place of tetrakis (triphenylphosphine) palladium, which is a zero-valent transition metal compound (D), and the addition amount is 1 mol% with respect to sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer, and the furnace temperature is 260.
  • a columnar pellet (long fiber pellet) as a molding material was produced in the same manner as in Example 1 except that the temperature was changed from 300C to 300C. This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • the obtained long fiber pellets were subjected to injection molding in the same manner as in Example 1 and subjected to each evaluation. Table 1 shows the process conditions and evaluation results.
  • Example 8 Example 1 except that the composition of the polyphenylene sulfide prepolymer was changed to 20% by mass of the entire molding material to be obtained and the composition of the thermoplastic resin (C) was changed to 60% by mass of the entire molding material to be obtained.
  • the columnar pellet long fiber pellet which is the molding material of this invention was manufactured. This columnar pellet had a core-sheath structure. Using the obtained long fiber pellets, injection molding was carried out in the same manner as in Example 1 and subjected to each evaluation.
  • Example 9 Example 1 except that the composition of the polyphenylene sulfide prepolymer was changed to 30% by mass of the entire molding material to be obtained and the composition of the thermoplastic resin (C) was changed to 50% by mass of the entire molding material to be obtained.
  • the columnar pellet long fiber pellet which is the molding material of this invention was manufactured. This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • injection molding was carried out in the same manner as in Example 1 and subjected to each evaluation. Table 2 shows the process conditions and evaluation results.
  • Example 5 A columnar pellet (long fiber pellet) as a molding material was produced in the same manner as in Example 8 except that the zero-valent transition metal compound (D) was not included. This columnar pellet had a core-sheath structure. Using the obtained long fiber pellets, injection molding was carried out in the same manner as in Example 8 and subjected to each evaluation. Table 2 shows the process conditions and evaluation results.
  • Comparative Example 6 A columnar pellet (long fiber pellet) as a molding material was produced in the same manner as in Example 9 except that the zero-valent transition metal compound (D) was not included. This columnar pellet had a core-sheath structure. Using the obtained long fiber pellets, injection molding was carried out in the same manner as in Example 9 and subjected to each evaluation. Table 2 shows the process conditions and evaluation results.
  • thermoplastic resin (C) As the thermoplastic resin (C), “Amilan” (registered trademark) CM3001 (nylon 66 resin manufactured by Toray Industries, Inc., melting point 265 ° C.) is used instead of polyphenylene sulfide, and the thermoplastic resin (C) at the time of molding material production
  • CM3001 nylon 66 resin manufactured by Toray Industries, Inc., melting point 265 ° C.
  • thermoplastic resin (C) at the time of molding material production A columnar pellet (long fiber pellet), which is a molding material of the present invention, was produced in the same manner as in Example 1 except that the extrusion temperature was 280 ° C. and the injection molding temperature of the molding material was changed to 300 ° C. This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • thermoplastic resin (C) instead of polyphenylene sulfide, “Ultem” (registered trademark) 1000R (PEI resin manufactured by GE Plastics Japan, weighted deflection temperature 200 ° C., amorphous resin) is used as a molding material.
  • injection molding was carried out in the same manner as in Example 1 and subjected to each evaluation.
  • Each process condition and evaluation result are shown in Table 3.
  • Example 12 To the polyphenylene sulfide prepolymer (B) prepared in Reference Example 1, tetrakis (triphenylphosphine) palladium as the zero-valent transition metal compound (D) is added to 0.5% of the sulfur atom in the polyphenylene sulfide prepolymer (B). It added so that it might become mol%, and it fuse
  • tetrakis (triphenylphosphine) palladium as the zero-valent transition metal compound (D) is added to 0.5% of the sulfur atom in the polyphenylene sulfide prepolymer (B). It added so that it might become mol%, and it fuse
  • a carbon fiber “Torayca” (registered trademark) T700S-24K (manufactured by Toray Industries, Inc.) is passed through the roll while being in contact therewith, and a certain amount of polyphenylene sulfide prepolymer per unit length of the carbon fiber bundle (A) is passed. Attached.
  • the carbon fiber to which the polyphenylene sulfide prepolymer (B) is attached is fed into a furnace heated to 260 ° C., and is freely rotated by a bearing. Between 10 rolls ( ⁇ 50 mm) arranged alternately on the upper and lower sides in a straight line 10 roll bars ( ⁇ 200 mm) installed in the furnace in a twisted manner are passed through a plurality of loops, and the polyphenylene sulfide prepolymer (B) is added to the carbon fiber bundle (A ) Was sufficiently impregnated into polyphenylene sulfide (B ′). Next, after drawing out from the furnace and cooling by blowing air, it was wound up with a drum winder to obtain a composite composed of continuous reinforcing fiber bundle (A) and polyarylene sulfide (B ′).
  • “Torelina” registered trademark
  • A900 PPS resin manufactured by Toray Industries, Inc., melting point 278 ° C.
  • the obtained composite was continuously fed into the crosshead die, thereby coating the composite with the molten component (C).
  • the amount of the component (C) was adjusted so that the content of the reinforcing fiber was 20% by weight.
  • the strand obtained by the method described above was cooled and then cut into a length of 7 mm with a cutter to obtain a columnar pellet (long fiber pellet) which is a molding material of the present invention.
  • This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • the obtained long fiber pellets showed no fuzz due to transportation and showed good handleability.
  • the obtained long fiber pellet was dried under vacuum at 150 ° C. for 5 hours or more.
  • the dried long fiber pellets were molded using a mold for each test piece using a J150EII-P type injection molding machine manufactured by Nippon Steel Works. The conditions were as follows: cylinder temperature: 320 ° C., mold temperature: 150 ° C., and cooling time 30 seconds. After the molding, the test piece was dried at 80 ° C. for 12 hours under vacuum, and the dried test piece was stored in a desiccator at room temperature for 3 hours. The evaluation results are shown in Table 4.
  • Example 13 Columnar pellets (long fiber pellets), which is the molding material of the present invention, were produced in the same manner as in Example 12, except that the furnace temperature was 300 ° C. This columnar pellet had a core-sheath structure. From the resulting composite, polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 12, and subjected to each measurement. The resulting polyarylene sulfide (B ′) had a weight average molecular weight (Mw) of 24,800 and a dispersity (Mw / Mn) of 2.30. Next, when the conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the extracted polyarylene sulfide (B ′) was measured, it was 93%.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mn dispersity
  • Example 14 instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium as the zero-valent transition metal compound (D), tris (dibenzylideneacetone) dipalladium was used, and the amount added was 1 mol with respect to the sulfur atom in the polyphenylene sulfide prepolymer (B).
  • % Columnar pellets (long fiber pellets), which is the molding material of the present invention, were produced in the same manner as in Example 12 except that the percentage was changed to be%. This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 12, and subjected to each measurement.
  • the resulting polyarylene sulfide (B ′) had a weight average molecular weight (Mw) of 4,9500 and a dispersity (Mw / Mn) of 1.83.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mn dispersity
  • Example 15 Columnar pellets (long fiber pellets), which is the molding material of the present invention, were produced in the same manner as in Example 14 except that the furnace temperature was 300 ° C. This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 12, and subjected to each measurement.
  • the resulting polyarylene sulfide (B ′) had a weight average molecular weight (Mw) of 44,100 and a dispersity (Mw / Mn) of 1.89.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mn dispersity
  • Example 16 In the same manner as in Example 12, except that bis [1,2-bis (diphenylphosphino) ethane] palladium was used as the zero-valent transition metal compound (D) instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium, Columnar pellets (long fiber pellets), which are the molding materials of the invention, were produced. This columnar pellet had a core-sheath structure. From the resulting composite, polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 12, and subjected to each measurement.
  • D zero-valent transition metal compound
  • triphenylphosphine triphenylphosphine
  • the resulting polyarylene sulfide (B ′) had a weight average molecular weight (Mw) of 31,900 and a dispersity (Mw / Mn) of 2.15.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mn dispersity
  • Example 7 While not containing the zero-valent transition metal compound (D), the content of polyphenylene sulfide (B ′) is changed from 10 wt% to 30 wt%, and the content of the thermoplastic resin is changed from 70 wt% to 50 wt%. In the same manner as in Example 12, except that the amount of the polyphenylene sulfide prepolymer (B) attached to the composite and the amount of the component (C) coated on the composite were changed, columnar pellets ( Long fiber pellets) were produced.
  • polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 12, and subjected to each measurement.
  • the conversion rate of the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the obtained polyarylene sulfide (B ′) was measured and found to be only 2%.
  • Example 12 injection molding was performed in the same manner as in Example 12 using the obtained long fiber pellets and subjected to each evaluation.
  • Table 4 shows the process conditions and evaluation results.
  • (Comparative Example 8) Columnar pellets (long fiber pellets) that are molding materials were produced in the same manner as in Example 12 except that the zero-valent transition metal compound (D) was not included. This columnar pellet had a core-sheath structure. From the resulting composite, polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 12, and subjected to each measurement. The conversion rate of the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the obtained polyarylene sulfide (B ′) was measured and found to be only 2%.
  • Example 9 Columnar pellets (long fiber pellets) that are molding materials were produced in the same manner as in Example 13, except that the zero-valent transition metal compound (D) was not included. This columnar pellet had a core-sheath structure. From the resulting composite, polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 12, and subjected to each measurement. The conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the obtained polyarylene sulfide (B ′) was measured and found to be 12%.
  • Example 10 Columnar pellets (long fiber pellets) that are molding materials were produced in the same manner as in Example 13 except that diphenyl sulfide was used instead of the zero-valent transition metal compound (D). This columnar pellet had a core-sheath structure. From the resulting composite, polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 12, and subjected to each measurement.
  • the resulting polyarylene sulfide (B ′) had a weight average molecular weight (Mw) of 14,700 and a dispersity (Mw / Mn) of 1.33.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mn dispersity
  • Example 17 To the polyphenylene sulfide prepolymer (B) prepared in Reference Example 1, tetrakis (triphenylphosphine) palladium as the zero-valent transition metal compound (D) is 1 mol% based on the sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer. And melted in a 250 ° C. melting bath to obtain a molten mixture. The obtained molten mixture was supplied to the kiss coater with a gear pump. A polyphenylene sulfide prepolymer (B) was applied from a kiss coater on a roll heated to 250 ° C. to form a film.
  • a carbon fiber “Torayca” (registered trademark) T700S-24K (manufactured by Toray Industries, Inc.) is passed through the roll while being in contact therewith, and a certain amount of polyphenylene sulfide prepolymer (B) per unit length of the carbon fiber bundle is passed. Attached.
  • the carbon fiber with the polyphenylene sulfide prepolymer (B) attached is fed into a furnace heated to 300 ° C., and freely rotates with a bearing. Between 10 rolls ( ⁇ 50 mm) arranged alternately on the top and bottom in a straight line 10 roll bars ( ⁇ 200 mm) installed in the furnace in a twisted manner are passed through a plurality of loops, and the carbon fiber bundle is sufficiently impregnated with polyphenylene sulfide prepolymer over a total of 60 minutes. However, it was converted to polyphenylene sulfide (B ′). Next, after drawing out from the furnace and cooling by blowing air, it was wound up with a drum winder to obtain a composite composed of continuous reinforcing fiber bundle (A) and polyarylene sulfide (B ′).
  • “Torelina” registered trademark
  • A900 PPS resin manufactured by Toray Industries, Inc., melting point 278 ° C.
  • the obtained composite was continuously fed into the crosshead die, thereby coating the composite with the molten component (C).
  • the amount of the component (C) was adjusted so that the content of the reinforcing fiber was 20% by weight.
  • the strand obtained by the method described above was cooled and then cut into a length of 7 mm with a cutter to obtain a columnar pellet (long fiber pellet) which is a molding material of the present invention.
  • This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • the obtained long fiber pellets showed no fuzz due to transportation and showed good handleability.
  • the obtained long fiber pellet was dried under vacuum at 150 ° C. for 5 hours or more.
  • the dried long fiber pellets were molded using a mold for each test piece using a J150EII-P type injection molding machine manufactured by Nippon Steel Works. The conditions were as follows: cylinder temperature: 320 ° C., mold temperature: 150 ° C., and cooling time 30 seconds. After the molding, the test piece was dried at 80 ° C. for 12 hours under vacuum, and the dried test piece was stored in a desiccator at room temperature for 3 hours. The evaluation results are shown in Table 5.
  • Example 18 The molding material of the present invention is the same as in Example 17 except that tris (dibenzylideneacetone) dipalladium is used in place of tetrakis (triphenylphosphine) palladium as the zero-valent transition metal compound (D).
  • Columnar pellets (long fiber pellets) were produced. This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • Polyarylene sulfide (B ′) was extracted from the obtained complex in the same manner as in Example 1, and subjected to each measurement. The resulting polyarylene sulfide (B ′) had a weight average molecular weight (Mw) of 42,200 and a dispersity (Mw / Mn) of 1.9.
  • Example 19 A columnar shape which is the molding material of the present invention in the same manner as in Example 17 except that tetrakis (triphenylphosphine) nickel was used in place of tetrakis (triphenylphosphine) palladium as the zero-valent transition metal compound (D). Pellets (long fiber pellets) were produced. This columnar pellet had a core-sheath structure. From the resulting composite, polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 12, and subjected to each measurement.
  • B ′ polyarylene sulfide
  • the resulting polyarylene sulfide (B ′) had a weight average molecular weight (Mw) of 43,500 and a dispersity (Mw / Mn) of 1.69.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mw / Mn dispersity
  • Example 11 Columnar pellets (long fiber pellets) that are molding materials were produced in the same manner as in Example 17 except that the zero-valent transition metal compound (D) was not included. This columnar pellet had a core-sheath structure. From the resulting composite, polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 12, and subjected to each measurement.
  • the resulting polyarylene sulfide (B ′) had a weight average molecular weight (Mw) of 62,300 and a dispersity (Mw / Mn) of 1.77.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mw / Mn dispersity
  • Example 12 A columnar pellet (long fiber pellet) as a molding material was produced in the same manner as in Comparative Example 11 except that the furnace temperature was 340 ° C. This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 12, and subjected to each measurement.
  • the resulting polyarylene sulfide (B ′) had a weight average molecular weight (Mw) of 68,200 and a dispersity (Mw / Mn) of 2.04.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mw dispersity
  • Example 13 Columnar pellets (long fiber pellets), which are molding materials, were produced in the same manner as in Example 17, except that diphenyl sulfide was used instead of the zero-valent transition metal compound (D). This columnar pellet had a core-sheath structure. From the resulting composite, polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 12, and subjected to each measurement.
  • the resulting polyarylene sulfide (B ′) had a weight average molecular weight (Mw) of 49,900 and a dispersity (Mw / Mn) of 1.77.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mn dispersity
  • Example 14 Columnar pellets (long fiber pellets) as a molding material were produced in the same manner as in Example 17 except that sodium thiophenol was used in place of the zero-valent transition metal compound (D). This columnar pellet had a core-sheath structure. From the resulting composite, polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 12, and subjected to each measurement.
  • the resulting polyarylene sulfide (B ′) had a weight average molecular weight (Mw) of 26,900 and a dispersity (Mw / Mn) of 1.68.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mn dispersity
  • Example 5 the obtained long fiber pellet was subjected to injection molding in the same manner as in Example 12 and subjected to each evaluation.
  • Each process condition and evaluation result are shown in Table 5.
  • Reference Example 5 Using a commercially available “Torelina” (registered trademark) A900 (PPS resin manufactured by Toray Industries, Inc., melting point 278 ° C.), the weight reduction rate ⁇ Wr was measured and found to be 0.25%.
  • the molding materials of the present invention obtained in Examples 17 to 19 had a higher conversion rate of the polyarylene sulfide (B ′) of the polyphenylene sulfide prepolymer (B) than the molding materials of Comparative Examples 11, 13, and 14. Excellent handling of molding materials, no equipment contamination during molding, excellent mechanical properties and appearance quality of the resulting molded products. Further, it can be seen that the molding materials of the present invention obtained in Examples 17 and 18 can achieve the same conversion rate at a lower furnace temperature than the molding material of Comparative Example 12. This effect is due to the presence or absence of a zero-valent transition metal compound.
  • Impregnation evaluation of prepreg The prepreg produced in (15) is cut into 10 cm square, a gum tape is pasted on both sides, and when the gum tape is peeled off, the part where the carbon fibers are attached on both sides is defined as an unimpregnated part. Judgment was made, and the area ratio was evaluated in three stages. In the table, “Good” (less than 5% of unimpregnated part) is indicated by “ ⁇ ”, “Slightly bad” (5% or more and less than 10% of unimpregnated part) is indicated by “ ⁇ ”, and “Poor impregnation” (not impregnated part is 10% or more) The number of measurements n was 3.
  • the prepregs of the present invention of Examples 20 to 23 were excellent in impregnation properties. Furthermore, it can be seen that the fiber-reinforced composite materials using the prepregs of the present invention in Examples 20 to 22 have a high conversion rate of the polyarylene sulfide prepolymer (B) to the polyphenylene sulfide (B ′). Further, the fiber reinforced composite materials using the prepregs of the present invention of Examples 20 to 23 were excellent in strength and elastic modulus, and particularly excellent in interlaminar shear strength. Furthermore, these fiber-reinforced composite materials can be molded by treating the prepreg at a low temperature.
  • Example 24 The manufacturing method of the fiber reinforced molding base material of this invention is demonstrated using the apparatus shown in FIG.
  • the apparatus configuration used in the manufacturing method of Example 24 is [i].
  • a bundle of reinforcing fibers is applied to the roll bar 5 to form a sheet, which is further fed into an impregnation bath 6, passed through a rotating roller 7 in the impregnation bath, then passed through a hot air drying furnace 8, and further double belt press 105 Then, the nip roller 106 was applied with tension and was taken off.
  • the take-up speed here was set to 3 m / min, and after the process was stabilized, the reinforcing fiber bundle was heated to 150 ° C. with the preheating infrared heater 107.
  • the polyphenylene sulfide prepolymer was imparted to the reinforcing fiber bundle.
  • the adhesion amount of the polyphenylene sulfide prepolymer at this time was adjusted so that the reinforcing fiber bundle was immersed so that the fiber weight content (Wf) was 67%.
  • the hot air drying furnace was adjusted to 140 ° C. to remove 90% or more of moisture from the reinforcing fiber bundle.
  • tetrakis (triphenylphosphine) palladium was selected as the zero-valent transition metal compound (D), and was adjusted to 0.5 mol% with respect to sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer.
  • Nitrogen purge was performed from the air inlet 10 of the chamber 9 surrounding the double belt press, and the oxygen concentration in the chamber was adjusted to 1% by volume or less.
  • a double belt press arranged in a length of 30 m in the line direction was passed through the composite while being hot pressed under the conditions of a temperature of 260 ° C. and a pressure of 5 MPa to polymerize the polyphenylene sulfide prepolymer.
  • the above processes were all performed online, and a fiber reinforced molded base material was continuously produced.
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by the method for producing a fiber reinforced molded base material of the present invention was 85%, and the basis weight of the base material was 75 g / m 2, which was a very strong unidirectional fiber base material.
  • the matrix resin was extracted from the obtained fiber reinforced molding substrate, and the weight average molecular weight (Mw), the degree of dispersion (Mw / Mn), and the conversion rate of the polyphenylene sulfide prepolymer were measured.
  • a plurality of predetermined sizes are cut out from the obtained fiber-reinforced molding substrate, laminated with the fiber direction aligned, and heated and pressurized at 350 ° C. and 3 MPa for 3 minutes using a press molding machine, and then into a cooling press machine. For 5 minutes to obtain a laminate. A bending test piece was cut out from the laminate, and a 0 degree bending test was performed. Table 7 shows the process conditions and evaluation results.
  • Tris (dibenzylideneacetone) dipalladium is used as the zero-valent transition metal compound (D) instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium, and the amount added is 1 mol% with respect to the sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer.
  • a fiber-reinforced molded substrate was produced in the same manner as in Example 24 except that the above was changed.
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by the method for producing a fiber reinforced molded base material of the present invention was 84%, and the basis weight of the base material was 75 g / m 2, which was a very strong unidirectional fiber base material.
  • Polyphenylene sulfide was extracted from the obtained fiber-reinforced molded base material in the same manner as in Example 24 and subjected to each measurement. Moreover, it press-molded similarly to Example 24 using the obtained fiber reinforced shaping
  • Comparative Example 18 A fiber-reinforced molded base material was produced in the same manner as in Example 24 except that the zero-valent transition metal compound (D) was not contained and the temperature of the double belt press machine in step (III) was changed to 400 ° C.
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by this fiber reinforced molded base material manufacturing method was 85%, and the basis weight of the base material was 75 g / m 2, which was a very strong unidirectional fiber base material.
  • Polyphenylene sulfide was extracted from the obtained fiber-reinforced molded base material in the same manner as in Example 24 and subjected to each measurement. Moreover, it press-molded similarly to Example 24 using the obtained fiber reinforced shaping
  • a bundle of reinforcing fibers is placed on a roll bar 21 to form a sheet, and further fed to a belt conveyor 22, further sandwiched between impregnating rollers 23 that are paired up and down, pulled by a nip roller 24, and taken up by a drum winder 25. .
  • the take-up speed here was set to 10 m / min, and after the process was stabilized, the reinforcing fiber bundle was heated to 150 ° C. with the preheating infrared heater 26.
  • tetrakis (triphenylphosphine) palladium was selected as the zero-valent transition metal compound (D), and was adjusted to 0.5 mol% with respect to sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer.
  • Nitrogen purge was performed from the inlet 31 of the heating chamber 30 having a length of 100 m in the line direction, and the oxygen concentration in the heating chamber was adjusted to 1% by volume or less.
  • the temperature of the heating chamber was set to 300 ° C., and the impregnation roller was passed under conditions of a pressure of 1 MPa to polymerize the polyphenylene sulfide prepolymer.
  • the above processes were all performed online, and a fiber reinforced molded base material was continuously produced.
  • the fiber-reinforced molded substrate obtained by the method for producing a fiber-reinforced molded substrate of the present invention has an impregnation ratio of 44%, a substrate weight of 75 g / m 2 , and a unidirectional fiber substrate having flexibility in the fiber direction. Met.
  • the matrix resin was extracted from the obtained fiber reinforced molding substrate, and the weight average molecular weight (Mw), the degree of dispersion (Mw / Mn), and the conversion rate of the polyphenylene sulfide prepolymer were measured.
  • a plurality of predetermined sizes are cut out from the obtained fiber-reinforced molding substrate, laminated with the fiber direction aligned, and heated and pressurized at 350 ° C. and 3 MPa for 3 minutes using a press molding machine, and then into a cooling press machine. For 5 minutes to obtain a laminate. A bending test piece was cut out from the laminate, and a 0 degree bending test was performed. Table 8 shows each process condition and evaluation result.
  • Tris (dibenzylideneacetone) dipalladium is used as the zero-valent transition metal compound (D) instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium, and the amount added is 1 mol% with respect to the sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer.
  • a fiber-reinforced molded substrate was produced in the same manner as in Example 26 except that the above was changed.
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by the method for producing a fiber reinforced molded base material of the present invention is 43%, the base weight is 75 g / m 2 , and the unidirectional fiber base material has flexibility in the fiber direction. Met.
  • Polyphenylene sulfide was extracted from the obtained fiber-reinforced molded base material in the same manner as in Example 26 and subjected to each measurement. Moreover, it press-molded similarly to Example 26 using the obtained fiber reinforced shaping
  • Comparative Example 19 A fiber-reinforced molded substrate was produced in the same manner as in Example 26 except that the zero-valent transition metal compound (D) was not contained and the temperature of the heating chamber 30 was changed to 400 ° C. in the step (III). .
  • the impregnation rate of the fiber reinforced molded base material obtained by this fiber reinforced molded base material manufacturing method is 45%, the base weight is 74 g / m 2 , and the unidirectional fiber base material has flexibility in the fiber direction. It was.
  • Polyphenylene sulfide was extracted from the obtained fiber-reinforced molded base material in the same manner as in Example 26 and subjected to each measurement. Moreover, it press-molded similarly to Example 26 using the obtained fiber reinforced shaping
  • Example 28 A method for producing a fiber-reinforced molded substrate will be described using the apparatus shown in FIG. The apparatus configuration used in the manufacturing method of Example 28 is [iii].
  • a bundle of reinforcing fibers was applied to the roll bar 41 to form a sheet, and further fed to a calender roll 42, tensioned by a nip roller 43 and taken up by a drum winder 44.
  • the take-up speed here was set to 5 m / min, and after the process was stabilized, the reinforcing fiber bundle was heated to 150 ° C. with the preheating infrared heater 45.
  • Wf fiber weight content
  • tetrakis (triphenylphosphine) palladium was selected as the zero-valent transition metal compound (D), and was adjusted to 0.5 mol% with respect to sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer.
  • Nitrogen purge was performed from the air inlet 48 of the heating chamber 47 having a length of 50 m in the line direction, and the oxygen concentration in the heating chamber was adjusted to 1% by volume or less.
  • the temperature of the heating chamber was set to 260 ° C., and the polyphenylene sulfide prepolymer was polymerized by passing the calender roller 42 at a temperature of 260 ° C. under tension.
  • the above processes were all performed online, and a fiber reinforced molded base material was continuously produced.
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by the method for producing a fiber reinforced molded base material of the present invention was 75%, and the basis weight of the base material was 75 g / m 2 .
  • the matrix resin was extracted from the obtained fiber reinforced molding substrate, and the weight average molecular weight (Mw), the degree of dispersion (Mw / Mn), and the conversion rate of the polyphenylene sulfide prepolymer were measured.
  • a plurality of predetermined sizes are cut out from the obtained fiber-reinforced molding substrate, laminated with the fiber direction aligned, and heated and pressurized at 350 ° C. and 3 MPa for 3 minutes using a press molding machine, and then into a cooling press machine. For 5 minutes to obtain a laminate. A bending test piece was cut out from the laminate, and a 0 degree bending test was performed. Table 9 shows the process conditions and evaluation results.
  • Tris (dibenzylideneacetone) dipalladium is used as the zero-valent transition metal compound (D) instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium, and the amount added is 1 mol% with respect to the sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer.
  • a fiber reinforced molded substrate was produced in the same manner as in Example 28 except that the above was changed.
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by the method for producing a fiber reinforced molded base material of the present invention was 75%, and the basis weight of the base material was 75 g / m 2 .
  • Example 30 The same method as in Example 28, except that bis [1,2-bis (diphenylphosphino) ethane] palladium was used instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium as the zero-valent transition metal compound (D). Thus, a fiber-reinforced molded substrate was produced.
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by the method for producing a fiber reinforced molded base material of the present invention was 74%, and the basis weight of the base material was 75 g / m 2, which was a very strong unidirectional fiber base material.
  • Polyphenylene sulfide was extracted from the obtained fiber-reinforced molded base material in the same manner as in Example 28, and used for each measurement. Moreover, it press-molded similarly to Example 28 using the obtained fiber reinforced shaping
  • Example 31 The amount of tetrakis (triphenylphosphine) palladium used as the zero-valent transition metal compound (D) was changed to 1 mol% with respect to the sulfur atom in the polyphenylene sulfide prepolymer, and in step (III), heating was performed.
  • a molded substrate was produced.
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by the method for producing a fiber reinforced molded base material of the present invention was 75%, and the basis weight of the base material was 75 g / m 2 .
  • the matrix resin was extracted from the obtained fiber reinforced molding substrate, and the weight average molecular weight (Mw), the degree of dispersion (Mw / Mn), and the conversion rate of the polyphenylene sulfide prepolymer were measured.
  • a plurality of predetermined sizes are cut out from the obtained fiber-reinforced molding substrate, laminated with the fiber direction aligned, and heated and pressurized at 350 ° C. and 3 MPa for 3 minutes using a press molding machine, and then into a cooling press machine. For 5 minutes to obtain a laminate. A bending test piece was cut out from the laminate, and a 0 degree bending test was performed. Table 9 shows the process conditions and evaluation results.
  • Example 32 A fiber-reinforced molding substrate in the same manner as in Example 31 except that tris (dibenzylideneacetone) dipalladium was used as the zero-valent transition metal compound (D) instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium.
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by the method for producing a fiber reinforced molded base material of the present invention was 74%, and the basis weight of the base material was 75 g / m 2, which was a very strong unidirectional fiber base material.
  • Polyphenylene sulfide was extracted from the obtained fiber-reinforced molded substrate in the same manner as in Example 31 and used for each measurement. Moreover, it press-molded similarly to Example 31 using the obtained fiber reinforced shaping
  • Example 33 A fiber reinforced molding substrate was prepared in the same manner as in Example 31, except that tetrakis (triphenylphosphine) nickel was used instead of tetrakis (triphenylphosphine) palladium as the zero-valent transition metal compound (D). Manufactured.
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by the method for producing a fiber reinforced molded base material of the present invention was 74%, and the basis weight of the base material was 75 g / m 2, which was a very strong unidirectional fiber base material.
  • Polyphenylene sulfide was extracted from the obtained fiber-reinforced molded substrate in the same manner as in Example 31 and used for each measurement.
  • Example 21 A fiber-reinforced molded substrate was produced in the same manner as in Example 31 except that the zero-valent transition metal compound (D) was not included.
  • the impregnation ratio of the fiber-reinforced molding substrate obtained by the method for producing a fiber-reinforced molding substrate is 74%, the substrate basis weight is 74 g / m 2, was a strong unidirectional fiber substrate rigidity.
  • Polyphenylene sulfide was extracted from the obtained fiber-reinforced molded substrate in the same manner as in Example 31 and used for each measurement.
  • Example 22 it press-molded similarly to Example 31 using the obtained fiber reinforced shaping
  • Table 9 shows the process conditions and evaluation results.
  • (Comparative Example 22) In the same manner as in Example 31 except that the zero-valent transition metal compound (D) was not contained and the temperature of the heating chamber 47 and the calender roller 42 was changed to 340 ° C. in the step (III), the fiber A reinforced molded substrate was produced.
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by this fiber reinforced molded base material manufacturing method was 76%, and the basis weight of the base material was 74 g / m 2, which was a very strong unidirectional fiber base material.
  • Polyphenylene sulfide was extracted from the obtained fiber-reinforced molded substrate in the same manner as in Example 31 and used for each measurement. Moreover, it press-molded similarly to Example 31 using the obtained fiber reinforced shaping
  • (Comparative Example 23) A fiber-reinforced molded substrate was produced in the same manner as in Example 31 except that diphenyl sulfide was used instead of the zero-valent transition metal compound (D). The impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by this fiber reinforced molded base material manufacturing method was 74%, which was a highly rigid unidirectional fiber base material.
  • Polyphenylene sulfide was extracted from the obtained fiber-reinforced molded substrate in the same manner as in Example 31 and used for each measurement. Moreover, it press-molded similarly to Example 31 using the obtained fiber reinforced shaping
  • Comparative Example 24 A fiber-reinforced molded substrate was produced in the same manner as in Example 31, except that a thiophenol sodium salt was used instead of the zero-valent transition metal compound (D). The impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by this fiber reinforced molded base material manufacturing method was 73%, and it was a rigid unidirectional fiber base material.
  • Polyphenylene sulfide was extracted from the obtained fiber reinforced molded substrate in the same manner as in Example 31 and subjected to each measurement. Moreover, it press-molded similarly to Example 31 using the obtained fiber reinforced shaping
  • the production method of the fiber-reinforced molded base material of Examples 31 to 33 of the present invention contains the zero-valent transition metal catalyst (D), the polyarylene sulfide prepolymer (B) is compared with the production method of Comparative Example 21. It can be seen that the conversion rate is high, the productivity is excellent, and the properties of the obtained molding material are excellent.
  • the production method of the fiber-reinforced molded base material of Examples 28 to 33 of the present invention contains the zero-valent transition metal catalyst (D), the polyarylene sulfide is produced at a lower process temperature than the production method of Comparative Example 22. Since a fiber-reinforced molded substrate having a high conversion rate of the prepolymer (B) is obtained, it can be seen that this is a method for producing a fiber-reinforced molded substrate that is excellent in terms of cost and environment.
  • Comparative Example 23 includes a polymerization catalyst other than the zero-valent transition metal catalyst (D). It can be seen that the conversion rate of the polyarylene sulfide prepolymer (B) is high, the productivity is excellent, and the properties of the obtained molding material are excellent as compared with the production methods of No. 24 and No. 24.
  • Example 34 To the polyphenylene sulfide prepolymer prepared in Reference Example 4, iron (III) chloride anhydride as a low-valent iron compound source was added so as to be 1 mol% with respect to sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer, and 250 ° C. Were melted in a melting bath and supplied to the kiss coater with a gear pump. A polyphenylene sulfide prepolymer was applied from a kiss coater on a roll heated to 260 ° C. to form a film.
  • carbon fiber “Torayca” (registered trademark) T700S-24K (manufactured by Toray Industries, Inc.) was passed while contacting to adhere a certain amount of polyphenylene sulfide prepolymer per unit length of the carbon fiber bundle. .
  • the carbon fiber to which the polyphenylene sulfide prepolymer is adhered is passed between 10 rolls ( ⁇ 50 mm) that are freely rotated by a bearing heated to 260 ° C. and arranged alternately on the upper and lower sides, and the component (B) is passed through.
  • the component (A) was sufficiently impregnated.
  • “Torelina” registered trademark
  • A900 polyethylene sulfide resin manufactured by Toray Industries, Inc., melting point 278 ° C.
  • the composite obtained was continuously fed into the crosshead die to coat the composite with the molten component (C).
  • the amount of the component (C) was adjusted so that the content of the reinforcing fiber was 20% by weight.
  • the strand obtained by the method described above was cooled and then cut into a length of 7 mm with a cutter to obtain a columnar pellet (long fiber pellet) which is a molding material of the present invention.
  • This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • the obtained long fiber pellets showed no fuzz due to transportation and showed good handleability.
  • the obtained long fiber pellets were dried under vacuum at 150 ° C. for 5 hours or more.
  • the dried long fiber pellets were molded using a mold for each specimen using a J150EII-P type injection molding machine manufactured by Nippon Steel Works. The conditions were as follows: cylinder temperature: 320 ° C., mold temperature: 150 ° C., and cooling time 30 seconds. After the molding, the test piece was dried at 80 ° C. for 12 hours under vacuum, and the dried test piece was stored in a desiccator at room temperature for 3 hours. The evaluation results are shown in Table 10.
  • the gas component emitted from the discharge purged from the cylinder was examined with a detector tube, and as a result, a chlorine component was confirmed.
  • the obtained molded product was melted in 1-chloronaphthalene at 250 ° C., carbon fibers and an iron compound were obtained as insoluble portions.
  • the iron compound was isolated from this insoluble part, XAFS measurement was performed, and the valence state of the iron compound and the structure near the iron atom were analyzed.
  • the absorption spectrum for XANES has a spectrum shape close to that of iron (III) chloride, and the main peak similar to that of iron (III) chloride is observed near 0.16 nm from the radial distribution function.
  • the weight average of polyarylene sulfide (B ′) in the resulting molded product is higher than that of Comparative Examples 25 to 27. It can be seen that the molecular weight is large. Furthermore, since the weight average molecular weight of the polyarylene sulfide (B ′) in the molding material of the invention of Example 34 is large, it can be seen that the mechanical properties of the molded article are excellent.
  • Example 35 To the polyphenylene sulfide prepolymer (B) prepared in Reference Example 4, iron (III) chloride anhydride was added as a low-valent iron compound source so as to be 1 mol% with respect to sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer. The mixture was melted in a 250 ° C. melting bath to obtain a molten mixture. The obtained molten mixture was supplied to the kiss coater with a gear pump. A polyphenylene sulfide prepolymer (B) was applied from a kiss coater on a roll heated to 250 ° C. to form a film.
  • a carbon fiber “Torayca” (registered trademark) T700S-24K (manufactured by Toray Industries, Inc.) is passed through the roll while being in contact therewith, and a certain amount of polyphenylene sulfide prepolymer (B) per unit length of the carbon fiber bundle is passed. Attached.
  • the carbon fiber with the polyphenylene sulfide prepolymer (B) attached is fed into a furnace heated to 300 ° C., and freely rotates with a bearing. Between 10 rolls ( ⁇ 50 mm) arranged alternately on the top and bottom in a straight line 10 roll bars ( ⁇ 200 mm) installed in the furnace in a twisted manner are passed through a plurality of loops, and the carbon fiber bundle is sufficiently impregnated with polyphenylene sulfide prepolymer over a total of 60 minutes. However, it was converted to polyphenylene sulfide (B ′).
  • a main peak that is considered to have the same characteristics as iron (II) tetrahydrate, and a sub-peak that is considered to have the same characteristics as iron (II) chloride and iron (II) chloride tetrahydrate are observed around 0.21 nm. It was confirmed that the iron (II) chloride component, which is a II-valent iron compound, was present together with the III-valent iron compound.
  • “Torelina” registered trademark
  • A900 PPS resin manufactured by Toray Industries, Inc., melting point 278 ° C.
  • the obtained composite was continuously fed into the crosshead die, thereby coating the composite with the molten component (C).
  • the amount of the component (C) was adjusted so that the content of the reinforcing fiber was 20% by weight.
  • the strand obtained by the method described above was cooled and then cut into a length of 7 mm with a cutter to obtain a columnar pellet (long fiber pellet) which is a molding material of the present invention.
  • This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • the obtained long fiber pellets showed no fuzz due to transportation and showed good handleability.
  • the obtained long fiber pellets were dried under vacuum at 150 ° C. for 5 hours or more.
  • the dried long fiber pellets were molded using a mold for each test piece using a J150EII-P type injection molding machine manufactured by Nippon Steel Works. The conditions were as follows: cylinder temperature: 320 ° C., mold temperature: 150 ° C., and cooling time 30 seconds. After the molding, the test piece was dried at 80 ° C. for 12 hours under vacuum, and the dried test piece was stored in a desiccator at room temperature for 3 hours. The evaluation results are shown in Table 11.
  • Example 11 shows the process conditions and the evaluation results.
  • Comparative Example 29 A columnar pellet (long fiber pellet) as a molding material was produced in the same manner as in Example 35 except that the low-valent iron compound (E) was not included. This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 35 and subjected to each measurement. When the conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the extracted polyarylene sulfide (B ′) was measured, it was 44%.
  • Example 11 shows the process conditions and the evaluation results.
  • Comparative Example 30 Columnar pellets (long fiber pellets) that are molding materials were produced in the same manner as in Example 35 except that thiophenol sodium salt was used instead of the low-valent iron compound (E). This columnar pellet had a core-sheath structure.
  • polyarylene sulfide (B ′) was extracted in the same manner as in Example 35 and subjected to each measurement. The conversion of the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the extracted polyarylene sulfide (B ′) was measured and found to be 35%.
  • Example 35 contains a low-valent iron compound (E), the polyarylene sulfide prepolymer (B) in the molding material production process compared to the molding materials of Comparative Examples 28 to 30. It can be seen that the conversion to polyarylene sulfide (B ′) is high. Furthermore, since the conversion rate of polyarylene sulfide prepolymer (B) to polyarylene sulfide (B ′) in the production process of the molding material of Example 35 of the present invention is high, the resulting molded article has excellent mechanical properties. I understand. (Example 36, Comparative Examples 31 to 33) A prepreg and a fiber reinforced composite material were prepared according to the above-described method using the resin composition having the composition shown in Table 12, and various physical properties were measured.
  • Example 36 When the fiber-reinforced composite material laminate of the present invention obtained in Example 36 was dissolved in 1-chloronaphthalene at 250 ° C., carbon fibers and iron compounds were obtained as insoluble portions. The iron compound was isolated from this insoluble part, XAFS measurement was performed, and the valence state of the iron compound and the structure near the iron atom were analyzed. As a result, in the absorption spectrum for XANES, a main peak was observed at the same position as that of iron (II) chloride, but the shape was different, and in the radial distribution function, iron (III) chloride and chloride were around 0.16 nm.
  • a main peak that is considered to have the same characteristics as iron (II) tetrahydrate, and a sub-peak that is considered to have the same characteristics as iron (II) chloride and iron (II) chloride tetrahydrate are observed around 0.21 nm. It was confirmed that the iron (II) chloride component, which is a II-valent iron compound, was present together with the III-valent iron compound.
  • the fiber-reinforced composite material laminate of the present invention of Example 36 is excellent in impregnation properties.
  • the fiber reinforced composite material using the fiber reinforced composite material laminate of Example 36 has a high conversion rate of polyarylene sulfide prepolymer to polyphenylene sulfide, and is excellent in strength and elastic modulus. Are better.
  • these fiber-reinforced composite materials can be molded by treating the prepreg at a low temperature.
  • Example 37 The manufacturing method of the fiber reinforced molding base material of this invention is demonstrated using the apparatus shown in FIG.
  • the apparatus configuration used in the manufacturing method of Example 37 is [iii].
  • a bundle of reinforcing fibers was applied to the roll bar 41 to form a sheet, and further fed to a calender roll 42, tensioned by a nip roller 43 and taken up by a drum winder 44.
  • the take-up speed here was set to 5 m / min, and after the process was stabilized, the reinforcing fiber bundle was heated to 150 ° C. with the preheating infrared heater 45.
  • Wf fiber weight content
  • iron (III) chloride was selected as a low-valent iron compound source, and 1 mol with respect to sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer. % was adjusted.
  • Nitrogen purge was performed from the air inlet 48 of the heating chamber 47 having a length of 50 m in the line direction, and the oxygen concentration in the heating chamber was adjusted to 1% by volume or less.
  • the temperature of the heating chamber is set to 300 ° C.
  • a tension is passed through the calender roller 42 having a temperature of 300 ° C.
  • the heating time in the heating chamber 47 is intermittently operated so that the heating time becomes 60 minutes.
  • the polymer was polymerized.
  • the above processes were all performed online, and a fiber reinforced molded base material was continuously produced.
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by the method for producing a fiber reinforced molded base material of the present invention was 75%, and the basis weight of the base material was 75 g / m 2 .
  • step (III) the gas component in the heating chamber was examined with a detector tube, and as a result, a chlorine component was confirmed.
  • the matrix resin was extracted from the obtained fiber reinforced molding substrate, and the conversion rate of the polyphenylene sulfide prepolymer was measured.
  • a main peak that is considered to have the same characteristics as iron (II) tetrahydrate, and a sub-peak that is considered to have the same characteristics as iron (II) chloride and iron (II) chloride tetrahydrate are observed around 0.21 nm. It was confirmed that the iron (II) chloride component, which is a II-valent iron compound, was present together with the III-valent iron compound.
  • a plurality of predetermined sizes are cut out from the obtained fiber-reinforced molding substrate, laminated with the fiber direction aligned, and heated and pressurized at 350 ° C. and 3 MPa for 3 minutes using a press molding machine, and then into a cooling press machine. For 5 minutes to obtain a laminate. A bending test piece was cut out from the laminate, and a 0 degree bending test was performed. Each process condition and evaluation result are shown in Table 13.
  • Example 34 Example except that iron (III) oxide was used in place of the low-valent iron compound (E) and the amount added was changed to 0.5 mol% with respect to sulfur atoms in the polyphenylene sulfide prepolymer.
  • Example 35 A fiber-reinforced molded substrate was produced in the same manner as in Example 37 except that the low-valent iron compound (E) was not included.
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by this fiber reinforced molded base material manufacturing method was 74%, and the basis weight of the base material was 75 g / m 2, which was a very strong unidirectional fiber base material.
  • Polyphenylene sulfide was extracted from the obtained fiber-reinforced molded base material in the same manner as in Example 37, and the conversion rate of the polyphenylene sulfide prepolymer was measured. Moreover, it press-molded similarly to Example 37 using the obtained fiber reinforced shaping
  • Comparative Example 36 A fiber-reinforced molded substrate was produced in the same manner as in Example 37 except that thiophenol sodium salt was used instead of the low-valent iron compound (E).
  • the impregnation ratio of the fiber reinforced molded base material obtained by this fiber reinforced molded base material manufacturing method was 74%, and the basis weight of the base material was 75 g / m 2, which was a very strong unidirectional fiber base material.
  • Polyphenylene sulfide was extracted from the obtained fiber-reinforced molded base material in the same manner as in Example 37, and the conversion rate of the polyphenylene sulfide prepolymer was measured. Moreover, it press-molded similarly to Example 37 using the obtained fiber reinforced shaping
  • the fiber-reinforced molded substrate obtained by the manufacturing method of the fiber-reinforced molded substrate of Example 37 of the present invention contains the low-valent iron compound (E), the fiber-reinforced molded substrates of Comparative Examples 34 to 36 are used. It can be seen that the conversion rate of the polyarylene sulfide prepolymer (B) to the polyarylene sulfide (B ′) in the production process of the fiber reinforced molded substrate is higher than that of the fiber reinforced molded substrate obtained by the production method.
  • Example 37 since the conversion rate of the polyarylene sulfide prepolymer (B) to the polyarylene sulfide (B ′) is high in the production process of the fiber reinforced molded base material, the mechanical properties of the obtained molded product are excellent. I understand.
  • the molding material using the polyarylene sulfide prepolymer (B) is excellent in fluidity and handleability, and has good dispersion of reinforcing fibers in the molded product when injection molding is performed. Yes, because it can easily produce molded products with excellent mechanical properties, it is not limited to molding methods such as injection molding, transfer molding, blow molding, insert molding, etc., but a wide range of molding such as plunger molding, press molding, stamping molding, etc. Although the method can be applied to a method, the application range is not limited thereto.
  • the molding material using polyarylene sulfide (B ′) has good dispersion of reinforcing fibers in the molded product during injection molding, and has excellent heat resistance and mechanical properties. Can be easily manufactured without environmental pollution, so it can be applied not only to molding methods such as injection molding, blow molding and insert molding, but also to a wide range of molding methods such as plunger molding, press molding and stamping molding. However, the application range is not limited to these.
  • the prepreg and the fiber reinforced composite material of the present invention are prepregs having a high fiber content and excellent handleability, and the fiber reinforced composite material using the prepreg is excellent in mechanical properties, heat resistance and flame retardancy. Therefore, it is suitable for aerospace applications and general industrial applications, and in particular, it can be suitably used for laminates for aircraft, vehicles, ships, and electrical and electronic equipment.
  • the method for producing a fiber reinforced molded base material of the present invention can easily combine a continuous reinforced fiber base material and a polyarylene sulfide, so that economic efficiency and productivity can be improved, and prepreg, semi-preg, fabric It is useful for the production of fiber reinforced molded substrates such as.

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Abstract

 連続した強化繊維束(A)1~50重量%と、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B')0.1~40重量%からなる複合体に、熱可塑性樹脂(C)10~98.9重量%が接着されてなる成形材料であって、さらに該複合体が、該成分(B)または(B')中の硫黄原子に対し0.001~20モル%の0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)を含む成形材料。プリプレグ。繊維強化成形基材の製造方法。 本発明の成形材料を用いることにより、経済性、生産性に優れる成形材料の使用において、力学特性に優れた成形品を容易に製造できる。

Description

成形材料、プリプレグ、繊維強化複合材料および繊維強化複合材料積層体ならびに繊維強化成形基材の製造方法
 本発明は、耐熱性、生産性、取扱性および成形性に優れる成形材料、高性能な繊維強化複合材料を得るために有用なプリプレグ、およびそれを用いた航空宇宙用途、一般産業用途に適した繊維強化複合材料、繊維強化複合材料積層体ならびに繊維強化成形基材の製造方法に関する。
 連続した強化繊維束と熱可塑性樹脂をマトリックスとする成形材料として、熱可塑性のプリプレグ、ヤーン、ガラスマット(GMT)など多種多様な形態が公知である。このような成形材料は、熱可塑性樹脂の特性を生かして成形が容易であったり、熱硬化性樹脂のような貯蔵の負荷を必要とせず、また得られる成形品の靭性が高く、リサイクル性に優れるといった特徴がある。とりわけ、ペレット状に加工した成形材料は、射出成形やスタンピング成形などの経済性、生産性に優れた成形法に適用でき、工業材料として有用である。
 しかしながら、成形材料を製造する過程で、熱可塑性樹脂を連続した強化繊維束に含浸させるには、経済性、生産性の面で問題があり、それほど広く用いられていないのが現状である。例えば、樹脂の溶融粘度が高いほど強化繊維束への含浸は困難とされることはよく知られている。靱性や伸度などの力学特性に優れた熱可塑性樹脂は、とりわけ高分子量体であり、熱硬化性樹脂に比べて粘度が高く、またプロセス温度もより高温を必要とするため、成形材料を容易に、生産性よく製造することには不向きであった。
 一方、含浸の容易さから低分子量の、すなわち低粘度の熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂に用いると、得られる成形品の力学特性が大幅に低下するという問題がある。
 また、強化繊維とマトリックス樹脂とからなる繊維強化複合材料は、軽量で優れた強度特性を付与できること、繊維配向を制御することで任意の強度設計が可能なことにより、ゴルフシャフト、釣り竿などのスポーツ用途をはじめ、航空機部品、人工衛星部品などの航空宇宙用途、自動車・船舶、電気電子機器筐体、ロボット部品、風車、タンク類、浴槽、ヘルメット等の一般産業用途などに広く用いられている。また、繊維強化複合材料を製造するにあたって、強化繊維にあらかじめマトリックス樹脂を含浸させたプリプレグを中間基材として使用し、プリプレグを積層して積層体とする製造方法は、一般に繊維含有率を高めやすく、取り扱いが比較的容易なことから広く行われている。プリプレグにおいて、強化繊維に含浸させるマトリックス樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性の樹脂が、繊維束への含浸の容易さから用いられる場合が多いが、熱硬化性樹脂は、硬化により三次元網目構造の不溶・不融のポリマーとなり、リサイクルが難しく、廃棄の問題がより深刻になる。
 一方、プリプレグに用いられる熱可塑性マトリックス樹脂は、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネートなど多くの樹脂が使用されるが、航空宇宙用途などの高性能を要求される用途では耐熱性や耐薬品性、機械特性の点において優れるポリエーテルエーテルケトンやポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィドなどが好適に用いられ、特にポリフェニレンスルフィドなどのポリアリーレンスルフィド類が好適に用いられる。
 しかし、これらの熱可塑性樹脂プリプレグは、繊維束にマトリックス樹脂を含浸させる製造工程において、熱硬化性樹脂に比較して分子量が高いことから高温・高圧を要し、繊維含有率の高いプリプレグの製造が困難で、また、製造したプリプレグに未含浸が多く、機械特性が十分に得られないなどの問題があった。
 また、連続した強化繊維基材とマトリックス樹脂からなる繊維強化複合材料は、軽量で優れた力学特性を有し、スポーツ用品用途、航空宇宙用途および一般産業用途などに広く用いられている。とりわけ強化繊維に炭素繊維を用いた複合材料(CFRP)は、金属材料を上回る比強度、比剛性を有し、宇宙航空用途を中心に使用量が増大してきている。これまで強化繊維基材への含浸性の良さから、マトリックス樹脂には熱硬化性樹脂が好んで用いられてきた。熱可塑性樹脂は高分子量体であり、熱硬化性樹脂に比べて粘度が高く、またプロセス温度もより高温を必要とするため、繊維強化成形基材を容易に、生産性よく製造することには不向きであった。
 しかしながら、近年になり、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とする複合材料は、成形時間の短縮に有効であり、また得られる成形品はリサイクルに有利であり、熱接着、熱矯正などの後加工性に優れることから、各用途で注目されている。熱可塑性樹脂の中でもポリアリーレンスルフィドは弾性率、耐熱性が高く、流動性にも優れており、かつ成形品の力学特性を高める観点から繊維強化複合材料に好適に使用できる。そこで、連続した強化繊維基材とポリアリーレンスルフィドからなる繊維強化成形基材をより経済的に生産性よく製造する方法が求められている。
 特許文献1には、連続した強化繊維束に熱可塑性樹脂を容易に含浸させるために、低分子量の熱可塑性樹脂を含浸させた後に、高分子量の熱可塑性樹脂で一体化する成形材料の製造方法が提案されている。
 特許文献2には、ポリアリーレンスルフィドプレポリマーと連続した強化繊維からなる複合体に、高分子量の熱可塑性樹脂が接するように配置されてなる成形材料が開示されている。ポリアリーレンスルフィドプレポリマーは強化繊維束に容易に含浸するため成形材料の生産性を高め、さらに成形工程においてマトリクス樹脂に容易に分散あるいは相溶することで強化繊維の成形品への分散を高める優れた材料である。
 特許文献3には、高分子量ポリアリーレンスルフィドと連続した強化繊維からなる複合体に、高分子量の熱可塑性樹脂が接するように配置されてなる成形材料が開示されている。この材料は、加熱減量が小さい高分子量ポリアリーレンスルフィドを用いている為に、耐熱性に優れ、かつ分解ガスを発生しにくい成形材料である。
 特許文献4には、ポリアリーレンスルフィド類を分散媒中でスラリー状にしてガラス繊維マットに含浸させやすくしてプリプレグを製造する方法が開示されている。また、特許文献5には、比較的低分子量のポリアリーレンスルフィドをシート状にして繊維基材と共に積層し、プリプレグを介さずに積層体を製造する方法が開示されている。
 特許文献6には、低分子量の環式ポリアリーレンスルフィドを強化繊維に含浸させたプリプレグが開示されている。この方法では、含浸性に優れたプリプレグを得ることができ、環式ポリアリーレンスルフィドを加熱重合することで機械特性に優れた積層体を得ることができる。
 特許文献7には、連続した強化繊維からなるシ-ト状の基材の裏表に結晶性熱可塑性樹脂フィルムを配置して、樹脂の融点より150℃も高い温度で、5~30kg/cm(約0.5~3MPa)の圧力で加圧して、熱可塑性樹脂を強化繊維束に含浸させる方法が提案されている。
 特許文献8には、連続した強化繊維束に低分子量の環式ポリアリーレンスルフィドを複合化し、さらに200~450℃で加熱して環式ポリアリーレンスルフィドを高分子量のポリアリーレンスルフィドに重合させる繊維強化成形基材の製造方法が開示されている。この方法は、連続した強化繊維束と高分子量のポリアリーレンスルフィドとからなる繊維強化成形基材を、容易に、生産性良く製造することができる優れた製造方法である。
特開平10-138379号公報 特開2008-231291号公報 特開2008-231292号公報 特開平5-39371号公報 特開平9-25346号公報 特開2008-231237号公報 特開平8-118489号公報 特開2008-231289号公報
 特許文献1に開示された方法は、低分子量の熱可塑性樹脂を用いると含浸性は満足するものの、一方で、成形材料の取扱い性は不十分であり、かつ成形品の特性を十分に高めることは困難であるといった課題を提示するものである。
 特許文献2に開示された成形材料には、ポリアリーレンスルフィドプレポリマーは低分子量である為に、その添加量と、得られる成形品の力学特性がトレードオフの関係となってしまう問題があった。この成形材料の生産性や成形性の更なる向上の為には、よりポリアリーレンスルフィドプレポリマーの使用量を増やすことが一つの方法として考えられるが、かかる状況においても力学特性の高い成形品が得られる技術が要望されるようになってきた。
 また、繊維強化複合材料がより過酷な環境で使用されるようになり、マトリックス樹脂にはより高い耐熱性が要求されるようになってきた。
 かかる状況では、低分子量の熱可塑性樹脂は、成形加工のプロセス温度で熱分解反応を起こし、分解ガスを発生するため成形設備周辺の設備汚染をしないよう特別な設備を必要としたり、分解ガスが成形品中にボイドとなって力学特性を低下させるなどの問題を生じる。従って、耐熱性に優れ、かつ分解ガスを発生しにくい成形材料が要望されるようになってきた。
 特許文献3に開示された成形材料では、高分子量のポリアリーレンスルフィドの重合に、高温での加熱プロセスを必要とする問題があった。従って、工業的な経済性および生産性の観点から、より低温で、容易に製造可能な成形材料が要望されるようになってきた。
 特許文献4に開示された方法では分散媒の乾燥に設備と時間を要するだけでなく、分散媒を完全に除去することが困難であり、積層成形時に分散媒の揮発により発生するボイドで機械特性が十分に得られない問題がある。また、特許文献5に開示された方法では、高温・高圧の成形条件が必要であり、未含浸などの不良により、やはり機械特性が不十分になってしまう問題があった。
 特許文献6に開示されたプリプレグには、工業的な経済性および生産性の観点から、さらに低温、短時間で繊維強化成形基材を製造可能な方法が要望されるようになってきた。
 特許文献7に開示された方法では、熱可塑性樹脂の含浸に過酷な温度を必要とするため、樹脂の熱分解を引き起こすために成形品の特性を十分に高めることができず、成形基材を経済的に生産性よく製造するのは困難である。
 特許文献8に開示された方法では、工業的な経済性および生産性の観点から、さらに低温、短時間で繊維強化成形基材を製造可能な方法が要望されるようになってきた。
 本発明は、かかる従来技術の問題点の改善を試み、連続した強化繊維束と熱可塑性樹脂からなる成形材料において、生産性、取扱性および成形性に優れる成形材料、および射出成形を行う際には強化繊維の成形品中への分散が良好であり、優れた耐熱性、力学特性を有する成形品を容易に分解ガスの発生を抑制して製造できる成形材料を提供することを課題とする。
 また、本発明は、上述した問題点を解決し、優れた成形性を有し機械特性に優れた積層体を製造できるプリプレグを生産性良く提供し、また、それを用いて、機械特性、難燃性に優れた繊維強化複合材料を提供することを課題とする。
 更に、本発明は、かかる従来技術の改善を試み、連続した強化繊維基材とポリアリーレンスルフィドからなる繊維強化成形基材を、より容易に、生産性よく製造する方法を提供することを課題とする。
 上記課題を解決するため、本発明の成形材料は次のいずれかの構成を有する。すなわち、
 連続した強化繊維束(A)1~50重量%と、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)もしくはポリアリーレンスルフィド(B’)0.1~40重量%からなる複合体に、熱可塑性樹脂(C)10~98.9重量%が接着されてなる成形材料であって、さらに該複合体が、該成分(B)もしくは(B’)中の硫黄原子に対し0.001~20モル%の0価遷移金属化合物(D)を含む成形材料、または、
 連続した強化繊維束(A)1~50重量%と、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)もしくはポリアリーレンスルフィド(B’)0.1~40重量%からなる複合体に、熱可塑性樹脂(C)10~98.9重量%が接着されてなる成形材料であって、さらに該複合体が、該成分(B)もしくは(B’)中の硫黄原子に対し0.001~20モル%の低原子価鉄化合物(E)を含む成形材料、である。
 また、上記課題を解決するため、本発明のプリプレグは次のいずれかの構成を有する。すなわち、
 樹脂組成物を強化繊維基材(A’)に含浸せしめてなるプリプレグにおいて、前記樹脂組成物が、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)もしくはポリアリーレンスルフィド(B’)からなり、さらに該成分(B)もしくは(B’)中の硫黄原子に対し0.001~20モル%の0価遷移金属化合物(D)とを含んでなるものであり、前記強化繊維基材(A’)の含有率が60~80重量%であるプリプレグ、または、
 樹脂組成物を強化繊維基材(A’)に含浸せしめてなるプリプレグにおいて、前記樹脂組成物が、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)もしくはポリアリーレンスルフィド(B’)からなり、さらに該成分(B)もしくは(B’)中の硫黄原子に対し0.001~20モル%の低原子価鉄化合物(E)とを含有してなるものであり、前記強化繊維基材(A’)の含有率が60~80重量%であるプリプレグ、である。
 上記課題を解決するため、本発明の繊維強化複合材料は次の構成を有する。すなわち、
 上記プリプレグ中の、ポリアリーレンスルフィドプレポリマーを含有してなる樹脂組成物を重合せしめて得られる繊維強化複合材料、である。
 また、上記課題を解決するため、本発明の繊維強化複合材料は次の構成を有する。すなわち、
 上記プリプレグを積層した後、ポリアリーレンスルフィドプレポリマーを含有してなる樹脂組成物を重合せしめて得られる繊維強化複合材料積層体、である。
 上記課題を解決するため、本発明の繊維強化成形基材の製造方法は次のいずれかの構成を有する。すなわち、
 連続した強化繊維基材(A’)を引き出し、連続的に供給する工程(I)、該成分(A’)にポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を複合化する工程(II)、該工程(II)で得られた複合体を加熱して、該成分(B)をポリアリーレンスルフィド(B’)に転化させる工程(III)、および該工程(III)で得られた複合体を冷却して引き取る工程(IV)、を有してなる繊維強化成形基材の製造方法であって、該工程(III)において、該成分(B)を0価遷移金属化合物(D)の存在下で加熱することで重合させて該成分(B’)に転化させる繊維強化成形基材の製造方法、または、
 連続した強化繊維基材(A’)を引き出し、連続的に供給する工程(I)、該成分(A’)にポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を複合化する工程(II)、該工程(II)で得られた複合体を加熱して、該成分(B)をポリアリーレンスルフィド(B’)に転化させる工程(III)、および該工程(III)で得られた複合体を冷却して引き取る工程(IV)、を有してなる繊維強化成形基材の製造方法であって、該工程(III)において、該成分(B)を低原子価鉄化合物(E)の存在下で加熱することで重合させて該成分(B’)に転化させる繊維強化成形基材の製造方法、である。
 本発明の成形材料は、前記成分(D)が、周期表第8族から第11族かつ第4周期から第6周期の金属を含む化合物であることが好ましい。
 本発明の成形材料は、前記成分(D)が、パラジウムまたはニッケルを含む化合物であることが好ましい。
 本発明の成形材料は、前記成分(E)が、II価の鉄化合物であることが好ましい。
 本発明の成形材料は、前記成分(B’)が、前記成分(B)を加熱重合して得られるポリアリーレンスルフィドであることが好ましい。
 本発明の成形材料は、前記成分(B)が、環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも50重量%以上含み、かつ重量平均分子量が10,000未満であることが好ましい。
 本発明の成形材料は、前記成分(B’)が、重量平均分子量が10,000以上であり、かつ重量平均分子量/数平均分子量で表される分散度が2.5以下であるポリアリーレンスルフィドであることが好ましい。
 本発明の成形材料は、前記成分(B’)の、加熱した際の重量減少が下記式を満たすことが好ましい。
   △Wr=(W1-W2)/W1×100≦0.20(%)
(ここで、△Wrは重量減少率(%)であり、常圧の非酸化性雰囲気下で50℃から330℃以上の任意の温度まで昇温速度20℃/分で熱重量分析を行った際に、100℃到達時点の試料重量(W1)を基準とした330℃到達時の試料重量(W2)から求められる値である。)
 本発明の成形材料は、前記成分(A)が、炭素繊維の単繊維を少なくとも10,000本含有してなることが好ましい。
 本発明の成形材料は、前記成分(C)が、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 本発明の成形材料は、前記成分(A)が軸心方向にほぼ平行に配列されており、かつ該成分(A)の長さが成形材料の長さと実質的に同じであることが好ましい。
 本発明の成形材料は、前記成分(A)と前記成分(B)または(B’)と前記成分(D)または低原子価鉄化合物(E)からなる複合体が芯構造であり、前記成分(C)が該複合体の周囲を被覆した芯鞘構造であることが好ましい。
 本発明の成形材料は、成形材料の形態が、長繊維ペレットであることが好ましい。
 本発明のプリプレグは、前記成分(D)が、周期表第8族から第11族かつ第4周期から第6周期の金属を含む化合物であることが好ましい。
 本発明のプリプレグは、前記成分(D)が、パラジウムまたはニッケルを含む化合物であることが好ましい。
 本発明のプリプレグは、前記成分(E)が、II価の鉄化合物であることが好ましい。
 本発明のプリプレグは、前記成分(B)が、環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも50重量%以上含み、かつ重量平均分子量が10,000未満であることが好ましい。
 本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、前記成分(D)が、周期表第8族から第11族かつ第4周期から第6周期の金属を含む化合物であることが好ましい。
 本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、前記成分(D)が、パラジウムまたはニッケルを含む化合物であることが好ましい。
 本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、前記成分(E)が、II価の鉄化合物であることが好ましい。
 本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、前記工程(III)において、前記成分(B)の前記成分(B’)への転化率が70%以上であることが好ましい。
 本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、前記工程(I)~(IV)をオンラインで行うことが好ましい。
 本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、前記工程(III)において、180~320℃の温度で前記成分(B)を重合させる、ことが好ましい。
 本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、繊維強化成形基材を100重量%とした際の、前記成分(B’)の割合が10~90重量%であることが好ましい。
 本発明のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を用いる成形材料を用いることにより、経済性、生産性に優れる成形材料の使用において、力学特性に優れた成形品を容易に製造することができる。
 本発明のポリアリーレンスルフィド(B’)を用いる成形材料を用いることにより、射出成形を行う際に強化繊維の成形品中への分散が良好であり、優れた耐熱性、力学特性を有する成形品を容易に環境汚染なく製造することができる。
 本発明のプリプレグは、取扱性や成形性に優れると共に繊維含有率を高くでき、機械特性に優れた繊維強化複合材料を与えることができる。また、本発明の繊維強化複合材料は、機械特性のみならず難燃性にも優れる。また、プリプレグを低温、短時間で加熱することにより繊維強化複合材料の製造が可能であるため、経済性、生産性、取り扱い性に優れる。
 本発明の製造方法によれば、連続した強化繊維基材にポリアリーレンスルフィドを容易に複合化させることができるため、引き取り速度を上げるなど生産性の向上やプロセス温度を抑えるといった経済性の向上が可能であり、プリプレグ、セミプレグ、ファブリックなどの繊維強化成形基材の製造に好適に用いられる。
強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)からなる複合体の形態の一例を示す概略図である。 本発明の成形材料の好ましい態様の一例を示す概略図である。 本発明の成形材料の好ましい態様の、軸心方向断面の形状の一例を示す概略図である。 本発明の成形材料の好ましい態様の、軸心方向断面の形状の一例を示す概略図である。 本発明の成形材料の好ましい態様の、軸心方向断面の形状の一例を示す概略図である。 本発明の成形材料の好ましい態様の、軸心方向断面の形状の一例を示す概略図である。 本発明の成形材料の好ましい態様の、直交方向断面の形状の一例を示す概略図である。 本発明の成形材料の好ましい態様の、直交方向断面の形状の一例を示す概略図である。 本発明の成形材料の好ましい態様の、直交方向断面の形状の一例を示す概略図である。 本発明の成形材料の好ましい態様の、直交方向断面の形状の一例を示す概略図である。 本発明の成形材料の好ましい態様の、直交方向断面の形状の一例を示す概略図である。 本発明に係る繊維強化成形基材の製造方法に用いられる製造装置の一例である。矢印は、繊維強化成形基材の引き取り方向を表す。 本発明に係る繊維強化成形基材の製造方法に用いられる製造装置の一例である。矢印は、繊維強化成形基材の引き取り方向を表す。 本発明に係る繊維強化成形基材の製造方法に用いられる製造装置の一例である。矢印は、繊維強化成形基材の引き取り方向を表す。
 本発明の成形材料は、連続した強化繊維束(A)と、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)、熱可塑性樹脂(C)、および0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)から構成される。まず各構成要素について説明する。
<強化繊維束(A)>
 本発明で用いられる強化繊維としては、特に限定されないが、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、鉱物繊維、炭化ケイ素繊維等が使用でき、これらの繊維を2種以上混在させることもできる。
 とりわけ、炭素繊維は比強度、比剛性に優れ、成形品の力学特性を向上させる観点で好ましい。これらの中でも、軽量かつ高強度、高弾性率の成形品を得る観点から、炭素繊維を用いるのが好ましく、特に引張弾性率で200~700GPaの炭素繊維を用いることが好ましい。さらには、炭素繊維や、金属を被覆した強化繊維は、高い導電性を有するため、成形品の導電性を向上させる効果があり、例えば電磁波シールド性の要求される電子機器などの筐体用途には特に好ましい。
 また、炭素繊維のより好ましい態様として、X線光電子分光法により測定される繊維表面の酸素(O)と炭素(C)の原子数の比である表面官能基量(O/C)が、0.05~0.4の範囲にあることがあげられる。O/Cが高いほど、炭素繊維表面の官能基量が多く、マトリックス樹脂との接着性を高めることができる。一方、O/Cが高すぎると、炭素繊維表面の結晶構造の破壊が懸念される。O/Cが好ましい範囲内で、力学特性のバランスにとりわけ優れた成形品を得ることが出来る。
 表面官能基量(O/C)は、X線光電子分光法により、次のような手順によって求められる。まず、溶媒でサイジング剤などを除去した炭素繊維をカットして銅製の試料支持台上に拡げて並べた後、光電子脱出角度を90゜とし、X線源としてMgKα1、2を用い、試料チャンバー中を1×10-8Torrに保つ。測定時の帯電に伴うピークの補正としてC1Sの主ピークの運動エネルギー値(K.E.)を969eVに合わせる。C1Sピーク面積は、K.E.として958~972eVの範囲で直線のベースラインを引くことにより求める。O1Sピーク面積は、K.E.として714~726eVの範囲で直線のベースラインを引くことにより求める。ここで表面官能基量(O/C)とは、上記O1Sピーク面積とC1Sピーク面積の比から、装置固有の感度補正値を用いて原子数比として算出する。
 強化繊維束は、強化繊維の単糸数が多いほど経済性には有利であることから、単繊維は10,000本以上が好ましい。他方、強化繊維の単糸数が多いほどマトリックス樹脂の含浸性には不利となる傾向があるため、強化繊維束として炭素繊維束を用いる場合、経済性と含浸性の両立を図る観点から、15,000本以上100,000本以下がより好ましく、20,000本以上50,000本以下がとりわけ好ましく使用できる。とりわけ、本発明の効果である、成形材料を製造する過程での熱可塑性樹脂の含浸性に優れている点、射出成形を行う際に強化繊維の成形品中への分散が良好である点は、より繊維数の多い強化繊維束に好適である。
 さらに、単繊維を強化繊維束に束ねる目的で、本発明の成分(B)とは別に、集束剤を使用してもよい。これは強化繊維束に集束剤を付着させることで、強化繊維の移送時の取扱性や、成形材料を製造する過程でのプロセス性を高める目的で、本発明の目的を損なわない範囲で、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂や種々の熱可塑性樹脂などのサイジング剤を1種または2種以上併用することができる。
 本発明の成形材料に用いられる、連続した強化繊維束(A)とは、単繊維が一方向に配列された強化繊維束が長さ方向に亘り連続した状態であることを意味するが、強化繊維束の単繊維全てが全長に亘り連続している必要はなく、一部の単繊維が途中で分断されていても良い。このような連続した強化繊維束としては、一方向性繊維束、二方向性繊維束、多方向性繊維束などが例示できるが、成形材料を製造する過程での生産性の観点から、一方向性繊維束がより好ましく使用できる。
<ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)>
 本発明において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)は、環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも50重量%以上含み、かつ重量平均分子量が10,000未満のポリアリーレンスルフィドプレポリマーが好ましく用いられる。ここで、環式ポリアリーレンスルフィドは式、-(Ar-S)-の繰り返し単位を主要構成単位とする環式化合物であり、好ましくは当該繰り返し単位を80重量%以上、より好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは95重量%以上含有する下記一般式(a)のごとき化合物である。Arとしては下記式(b)~式(l)などであらわされる単位などがあるが、なかでも式(b)が特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(R1,R2は水素、炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数1~12のアルコキシ基、炭素数6~24のアリーレン基、ハロゲン基から選ばれた置換基であり、R1とR2は同一でも異なっていてもよい。)
 この繰り返し単位を主要構成単位とする限り、下記の式(o)~式(q)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことができる。これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、-(Ar-S)-の単位1モルに対して0~1モル%の範囲であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 また、本発明における環式ポリアリーレンスルフィドは上記繰り返し単位を含むランダム共重合体、ブロック共重合体およびそれらの混合物のいずれかであってもよい。
 これらの代表的なものとして、環式ポリフェニレンスルフィド(前記式(b)、式(c)、式(g)~式(l))、環式ポリフェニレンスルフィドスルホン(前記式(e))、環式ポリフェニレンスルフィドケトン(前記式(d))、環式ポリフェニレンスルフィドエーテル(前記式(f))、これらが含まれる環式ランダム共重合体、環式ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましい環式ポリアリーレンスルフィドとしては、主要構成単位としてp-フェニレンスルフィド単位
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
を80重量%以上、特に90重量%以上含有する環式ポリフェニレンスルフィド(以下、環式PPSと略すこともある)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
が挙げられる。
 環式ポリアリーレンスルフィドの前記(a)式中の繰り返し数mに特に制限は無いが、4~50が好ましく、4~25がより好ましく、4~15がさらに好ましい範囲として例示できる。mがこの好ましい範囲であると環式ポリアリーレンスルフィドの溶融解温度が高くなりすぎず、強化繊維基材への含浸が容易である。
 また、環式ポリアリーレンスルフィドは、単一の繰り返し数を有する単独化合物、異なる繰り返し数を有する環式ポリアリーレンスルフィドの混合物のいずれでも良いが、異なる繰り返し数を有する環式ポリアリーレンスルフィドの混合物の方が、単一の繰り返し数を有する単独化合物よりも溶融解温度が低い傾向があり、強化繊維基材へ含浸しやすくなるので好ましい。
 本発明において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)における環式ポリアリーレンスルフィド以外の成分は直鎖状のポリアリーレンスルフィドオリゴマーであることが特に好ましい。ここで直鎖状のポリアリーレンスルフィドオリゴマーとは、式、-(Ar-S)-の繰り返し単位を主要構成単位とする、好ましくは当該繰り返し単位を80モル%以上含有するホモオリゴマーまたはコオリゴマーである。Arとしては前記した式(b)~式(l)などであらわされる単位などがあるが、なかでも式(b)が特に好ましい。直鎖状のポリアリーレンスルフィドオリゴマーはこれら繰り返し単位を主要構成単位とする限り、前記した式(o)~式(q)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことができる。これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、-(Ar-S)-の単位1モルに対して0~1モル%の範囲であることが好ましい。また、直鎖状のポリアリーレンスルフィドオリゴマーは上記繰り返し単位を含むランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物のいずれかであってもよい。
 これらの代表的なものとして、ポリフェニレンスルフィドオリゴマー、ポリフェニレンスルフィドスルホンオリゴマー、ポリフェニレンスルフィドケトンオリゴマー、ポリフェニレンスルフィドエーテルオリゴマー、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体及びそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましい直鎖状のポリアリーレンスルフィドオリゴマーとしては、ポリマーの主要構成単位としてp-フェニレンスルフィド単位を80モル%以上、特に90モル%以上含有する直鎖状のポリフェニレンスルフィドオリゴマーが挙げられる。
 本発明におけるポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)は、環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも50重量%以上含むことが好ましく、好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上が挙げられる。また、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)に含まれる環式ポリアリーレンスルフィドの上限値には特に制限は無いが、98重量%以下、好ましくは95重量%以下が好ましい範囲として例示できる。通常、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)における環式ポリアリーレンスルフィドの重量比率が高いほど、溶融粘度が低く、成形材料の生産性の面で好ましい。
 また、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)における環式ポリアリーレンスルフィドの重量比率が高いほど、加熱後に得られるポリアリーレンスルフィド(B’)の重合度が高くなる傾向にある。本発明では、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)における環式ポリアリーレンスルフィドの存在比率を調整することで、得られるポリアリーレンスルフィド(B’)の重合度を調整し、加熱時の発生ガス量をより低く抑えることができ好ましい。
 本発明におけるポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の分子量の上限値は、重量平均分子量で10,000未満が好ましく、5,000以下が好ましく、3,000以下がさらに好ましく、一方、下限値は重量平均分子量で300以上が好ましく、400以上が好ましく、500以上がさらに好ましい。重量平均分子量が上記好ましい上限値未満であると強化繊維束に対する含浸性が十分となり、生産性を損なわず、成形材料から強化繊維束が脱落したり取扱性が低下したりすることもない。
 また、本発明の成形材料に用いられるポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の融点については、成形材料の成形性の観点から100~300℃が好ましく用いられ、さらに好ましくは130~280℃、最も好ましくは150~250℃である。
 上記範囲内に融点を有することで、室温では固形状として取り扱えるだけでなく、含浸ダイ、コーター、フィルマーなどで過酷なプロセス温度を必要とせずに、連続した強化繊維束(A)と複合体を形成することができる。
 本発明におけるポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を得る方法としては例えば以下の[B1]、[B2]の方法が挙げられる。
 [B1]少なくともポリハロゲン化芳香族化合物、スルフィド化剤および有機極性溶媒を含有する混合物を加熱してポリアリーレンスルフィド樹脂を重合することで、80meshふるい(目開き0.125mm)で分離される顆粒状ポリアリーレンスルフィド樹脂、重合で生成したポリアリーレンスルフィド成分であって前記顆粒状ポリアリーレンスルフィド樹脂以外のポリアリーレンスルフィド成分(ポリアリーレンスルフィドオリゴマーと称する)、有機極性溶媒、水、およびハロゲン化アルカリ金属塩を含む混合物を調製し、ここに含まれるポリアリーレンスルフィドオリゴマーを分離回収し、これを精製操作に処すことでポリアリーレンスルフィドプレポリマーを得る方法。
 [B2]少なくともポリハロゲン化芳香族化合物、スルフィド化剤および有機極性溶媒を含有する混合物を加熱してポリアリーレンスルフィド樹脂を重合して、重合終了後に有機極性溶媒の除去を行い、ポリアリーレンスルフィド樹脂、水、およびハロゲン化アルカリ金属塩を含む混合物を調製し、これを精製することで得られるポリアリーレンスルフィドプレポリマーを含むポリアリーレンスルフィド樹脂を得て、これを実質的にポリアリーレンスルフィド樹脂は溶解しないがポリアリーレンスルフィドプレポリマーは溶解する溶剤を用いて抽出してポリアリーレンスルフィドプレポリマーを回収する方法。
 本発明におけるポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)は、成形材料製造時の分解ガスを低く抑える観点から、加熱した際の重量減少が、後述する式(i)において、△Wrが5%以下であり、3%以下であることが好ましく、2%以下であることが更に好ましく、1%以下であることがよりいっそう好ましい。また、かかる要件を備えたポリアリーレンスルフィドプレポリマーを選択することで、ポリアリーレンスルフィドへの加熱重合時の原料減少を最低限に抑えることができる。
 さらに、本発明におけるポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)は、後述する0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)存在下で加熱することで重合させて、容易にポリアリーレンスルフィド(B’)に転化させることが可能である。
<ポリアリーレンスルフィド(B’)>
 本発明におけるポリアリーレンスルフィド(B’)(以下、PASと略することもある)は、式、-(Ar-S)-の繰り返し単位を主要構成単位とする、好ましくは当該繰り返し単位を80重量%以上、より好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは95重量%以上含有するホモポリマーまたはコポリマーである。Arとしては前記の式(b)~式(l)などであらわされる単位などがあるが、なかでも式(b)が特に好ましい。
 この繰り返し単位を主要構成単位とする限り、前記の式(o)~式(q)などで表される少量の分岐単位または架橋単位を含むことができる。これら分岐単位または架橋単位の共重合量は、-(Ar-S)-の単位1モルに対して0~1モル%の範囲であることが好ましい。
 また、本発明におけるポリアリーレンスルフィド(B’)は上記繰り返し単位を含むランダム共重合体、ブロック共重合体およびそれらの混合物のいずれかであってもよい。
 これらの代表的なものとして、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトン、ポリフェニレンスルフィドエーテル、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体およびそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましいポリアリーレンスルフィド(B’)としては、ポリマーの主要構成単位としてp-フェニレンスルフィド単位を80重量%以上、特に90重量以上%含有するポリフェニレンスルフィド(以下、PPSと略すこともある)が挙げられる。
 本発明におけるポリアリーレンスルフィド(B’)の分子量は、重量平均分子量で10,000以上、好ましくは15,000以上、より好ましくは18,000以上である。重量平均分子量が上記好ましい下限値以上であると、得られる成形品の力学特性が十分となり、より高温(例えば、360℃)での成形加工時であっても低分子量成分が熱分解反応を起こしにくく、分解ガスで成形設備周辺の環境汚染を引き起こすこともない。重量平均分子量の上限に特に制限は無いが、1,000,000以下を好ましい範囲として例示でき、より好ましくは500,000以下、さらに好ましくは200,000以下であり、この範囲内では高い成形加工性を得ることができる。
 本発明におけるポリアリーレンスルフィド(B’)の分子量分布の広がり、すなわち重量平均分子量と数平均分子量の比(重量平均分子量/数平均分子量)で表される分散度は2.5以下であり、2.3以下が好ましく、2.1以下がより好ましく、2.0以下がさらに好ましい。分散度がこの好ましい範囲であると、ポリアリーレンスルフィド(B’)に含まれる低分子成分の量が少なく、得られる成形品の力学特性が十分で、成形設備周辺の環境汚染を引き起こすこともない。なお、前記重量平均分子量および数平均分子量は前記SEC(サイズ排除クロマトグラフィー)などの一般的なGPC(ゲルパーミレーションクロマトグラフィー)を使用して求めることができる。
 また、本発明におけるポリアリーレンスルフィド(B’)の溶融粘度に特に制限はないが、通常、溶融粘度が5~10,000Pa・s(300℃、剪断速度1000/秒)の範囲が好ましい範囲として例示できる。
 また、本発明においてポリアリーレンスルフィド(B’)は実質的に塩素以外のハロゲン、すなわちフッ素、臭素、ヨウ素、アスタチンを含まないことが好ましい。本発明においてポリアリーレンスルフィド(B’)がハロゲンとして塩素を含有する場合、ポリアリーレンスルフィド(B’)が通常使用される温度領域においては安定であるために塩素を少量含有してもポリアリーレンスルフィド(B’)の力学特性、発生ガスの人体に与える影響は少ないが、塩素以外のハロゲンを含有する場合、それらの特異な性質による分解ガスが成形設備周辺の環境へ悪影響を及ぼす場合があるためその分解ガスの除去のため過大な設備を必要とする。なお、ここで言う「実質的に塩素以外のハロゲンを含まない」とは、例えば、ポリマーを燃焼させ、燃焼ガスを吸収させた、溶液をイオンクロマト法などで定量分析を行い、塩素以外のハロゲンは検出限界以下であることを意味する。また、本発明においてポリアリーレンスルフィド(B’)がハロゲンとして塩素を含有する場合でも、同様の観点で、その好ましい量は1重量%以下、より好ましくは0.5重量%以下、さらに好ましくは0.2重量%以下である。
 本発明で用いられるポリアリーレンスルフィド(B’)は、成形時の分解ガスを低く抑える観点から、加熱した際の重量減少が下記式(i)を満たすことが好ましい。
   △Wr=(W1-W2)/W1×100≦0.20(%)・・・(i)
 ここで△Wrは重量減少率(%)であり、常圧の非酸化性雰囲気下で50℃から330℃以上の任意の温度まで昇温速度20℃/分で熱重量分析を行った際に、100℃到達時点の試料重量(W1)を基準とした330℃到達時の試料重量(W2)から求められる値である。
 本発明で用いられるポリアリーレンスルフィド(B’)は△Wrが0.20%以下であり、0.16%以下であることが好ましく、0.13%以下であることが更に好ましく、0.10%以下であることがよりいっそう好ましい。△Wrが前記好ましい範囲であると、たとえば、繊維強化樹脂部材が火災などにより加熱された際であっても、発生ガス量が少ない。△Wrは一般的な熱重量分析によって求めることが可能であるが、この分析における雰囲気は常圧の非酸化性雰囲気を用いる。非酸化性雰囲気とは、酸素を実質的に含有しない雰囲気、すなわち窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であることを示す。
 また、△Wrの測定においては50℃から330℃以上の任意の温度まで昇温速度20℃/分で昇温して熱重量分析を行う。なお、本発明においては、50℃で1分間ホールドした後に昇温速度20℃/分で昇温して熱重量分析を行う。
 さらに、本発明におけるポリアリーレンスルフィド(B’)は、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)存在下に加熱することによって得ることができ、この方法によれば、0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)を用いない場合に対して、低温、高速で前述した特性を有するポリアリーレンスルフィド(B’)を得ることができる。ここで、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のポリアリーレンスルフィド(B’)への転化率とは、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)中の環式ポリアリーレンスルフィドが高分子量のポリアリーレンスルフィドに転化した割合をいう。
 本発明において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の加熱によるポリアリーレンスルフィド(B’)への転化率は70%以上であることが好ましく、80%以上がより好ましく、90%以上がさらに好ましい。転化率が70%以上では力学的特性に優れるポリアリーレンスルフィドを得ることができる。
<0価遷移金属化合物(D)>
 本発明において、種々の0価遷移金属化合物(D)が重合触媒として用いられる。0価遷移金属(D)としては、好ましくは、周期表第8族から第11族かつ第4周期から第6周期の金属が好ましく用いられる。例えば金属種として、ニッケル、パラジウム、白金、鉄、ルテニウム、ロジウム、銅、銀、金が例示でき、パラジウムまたはニッケルが特に好ましく用いられる。0価遷移金属化合物(D)としては、各種錯体が適しているが、例えば配位子として、トリフェニルホスフィン、トリ-t-ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、ジベンジリデンアセトン、ジメトキシジベンジリデンアセトン、シクロオクタジエン、カルボニルの錯体が挙げられる。具体的にはビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(トリ-t-ブチルホスフィン)パラジウム、ビス[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウム、ビス(トリシクロヘキシルホスフィン)パラジウム、[P,P’-1,3-ビス(ジ-i-プロピルホスフィノ)プロパン][P-1,3-ビス(ジ-i-プロピルホスフィノ)プロパン]パラジウム、1,3-ビス(2,6-ジ-i-プロピルフェニル)イミダゾール-2-イリデン(1,4-ナフトキノン)パラジウム二量体、1,3-ビス(2,4,6-トリメチルフェニル)イミダゾール-2-イリデン(1,4-ナフトキノン)パラジウム二量体、ビス(3,5,3’,5’-ジメトキシジベンジリデンアセトン)パラジウム、ビス(トリ-t-ブチルホスフィン)白金、テトラキス(トリフェニルホスフィン)白金、テトラキス(トリフルオロホスフィン)白金、エチレンビス(トリフェニルホスフィン)白金、白金-2,4,6,8-テトラメチル-2,4,6,8-テトラビニルシクロテトラシロキサン錯体、テトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケル、テトラキス(トリフェニルホスファイト)ニッケル、ビス(1,5-シクロオクタジエン)ニッケル、ドデカカルボニル三鉄、ペンタカルボニル鉄、ドデカカルボニル四ロジウム、ヘキサデカカルボニル六ロジウム、ドデカカルボニル三ルテニウムなどが例示できる。これらの重合触媒は、1種単独で用いてもよいし2種以上混合あるいは組み合わせて用いてもよい。
 これらの重合触媒は、上記のような0価遷移金属化合物(D)を添加してもよいし、系内で0価遷移金属化合物(D)を形成させてもよい。ここで後者のように系内で0価遷移金属化合物(D)を形成させるには、遷移金属の塩などの遷移金属化合物と配位子となる化合物を添加することで、系内で遷移金属の錯体を形成させる方法、あるいは、遷移金属の塩などの遷移金属化合物と配位子となる化合物で形成された錯体を添加する方法などが挙げられる。
 以下に本発明で使用される遷移金属化合物と配位子、及び、遷移金属化合物と配位子で形成された錯体の例を挙げる。系内で0価遷移金属化合物(D)を形成させるための遷移金属化合物としては、例えば、種々の遷移金属の酢酸塩、ハロゲン化物などが例示できる。ここで遷移金属種としては例えば、ニッケル、パラジウム、白金、鉄、ルテニウム、ロジウム、銅、銀、金の酢酸塩、ハロゲン化物などが例示でき、具体的には酢酸ニッケル、塩化ニッケル、臭化ニッケル、ヨウ化ニッケル、硫化ニッケル、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、臭化パラジウム、ヨウ化パラジウム、硫化パラジウム、塩化白金、臭化白金、酢酸鉄、塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄、酢酸ルテニウム、塩化ルテニウム、臭化ルテニウム、酢酸ロジウム、塩化ロジウム、臭化ロジウム、酢酸銅、塩化銅、臭化銅、酢酸銀、塩化銀、臭化銀、酢酸金、塩化金、臭化金などが挙げられる。また、系内で0価遷移金属化合物(D)を形成させるために同時に添加する配位子としては、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)と遷移金属化合物とを加熱した際に0価の遷移金属を生成するものであれば特に限定はされないが、塩基性化合物が好ましく、例えばトリフェニルホスフィン、トリ-t-ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン、ジベンジリデンアセトン、炭酸ナトリウム、エチレンジアミンなどが挙げられる。また、遷移金属化合物と配位子となる化合物で形成された錯体としては、上記のような種々の遷移金属塩と配位子からなる錯体が挙げられる。具体的にはビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムジアセタート、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウムジクロリド、[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウムジクロリド、[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウムジクロリド、ジクロロ(1,5’-シクロオクタジエン)パラジウム、ビス(エチレンジアミン)パラジウムジクロリド、ビス(トリフェニルホスフィン)ニッケルジクロリド、[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]ニッケルジクロリド、[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ニッケルジクロリド、ジクロロ(1,5’-シクロオクタジエン)白金などが例示できる。これらの重合触媒及び配位子は、1種単独で用いてもよいし2種以上混合あるいは組み合わせて用いてもよい。
 遷移金属化合物の価数状態は、X線吸収微細構造(XAFS)解析により把握が可能である。本発明において触媒として用いられる遷移金属化合物または遷移金属化合物を含む環式ポリアリーレンスルフィドまたは遷移金属化合物を含むポリアリーレンスルフィドにX線を照射し、その吸収スペクトルを規格化した際の吸収係数のピーク極大値を比較することで把握できる。
 例えばパラジウム化合物の価数を評価する場合、L3端のX線吸収端近傍構造(XANES)に関する吸収スペクトルを比較することが有効であり、X線のエネルギーが3,173eVの点を基準とし、3,163~3,168eVの範囲内の平均吸収係数を0と規格化し、3,191~3,200eVの範囲内の平均吸収係数を1と規格化した際の吸収係数のピーク極大値を比較することで判断が可能である。パラジウムの例においては、2価のパラジウム化合物に対して、0価のパラジウム化合物では規格化した際の吸収係数のピーク極大値が小さい傾向があり、さらに、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化を促進する効果が大きい遷移金属化合物ほどピーク極大値が小さい傾向がある。この理由は、XANESに関する吸収スペクトルは内殻電子の空軌道への遷移に対応しており、吸収ピーク強度はd軌道の電子密度に影響されるためと推測している。
 パラジウム化合物がポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のポリアリーレンスルフィド(B’)への転化を促進するためには、規格化した際の吸収係数のピーク極大値が6以下であることが好ましく、より好ましくは4以下、さらに好ましくは3以下であり、この範囲内では環式ポリアリーレンスルフィドの転化を促進することができる。
 具体的には、ピーク極大値は、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化を促進しない2価の塩化パラジウムでは6.32、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化を促進する0価のトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム及びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム及びビス[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウムではそれぞれ3.43及び2.99及び2.07である。
<低原子価鉄化合物(E)>
 本発明において、種々の低原子価鉄化合物(E)が重合触媒として用いられる。鉄原子は理論的に-II、-I、0、I、II、III、IV、V、VI価の価数状態を取りうることが知られており、ここで、低原子価鉄化合物とは、-II~II価の価数を有する鉄化合物であることを指す。また、ここで述べる低原子価鉄化合物(E)とは、加熱による環式ポリアリーレンスルフィドのポリアリーレンスルフィドへの転化の際の、反応系内における鉄化合物の価数が-II~II価であることを指す。
 低原子価鉄化合物(E)としては、-II~II価の価数を有する鉄化合物が挙げられるが、鉄化合物の安定性、取り扱いの容易さ、入手のしやすさ等から、本発明における低原子価鉄化合物(E)としては、0価、I価、II価の鉄化合物が好ましく用いられ、その中でも特にII価の鉄化合物が好ましい。
 II価の鉄化合物としては、各種鉄化合物が適しているが、例えば、II価の鉄のハロゲン化物、酢酸塩、硫酸塩、リン酸塩、フェロセン化合物などが挙げられる。具体的には例えば塩化鉄、臭化鉄、ヨウ化鉄、フッ化鉄、酢酸鉄、硫酸鉄、リン酸鉄、硝酸鉄、硫化鉄、鉄メトキシド、フタロシアニン鉄、フェロセンなどが例示できる。中でも、鉄化合物を環式ポリアリーレンスルフィド中に均一に分散させるという観点から、環式ポリアリーレンスルフィド中での分散性の良好な鉄のハロゲン化物が好ましく、経済性の観点及び得られるポリアリーレンスルフィドの特性面から、塩化鉄がより好ましい。ここで述べるポリアリーレンスルフィドの特性としては、例えば1-クロロナフタレンへの溶解性が挙げられる。本発明の好ましい低原子価鉄化合物(E)を用いれば、1-クロロナフタレンへの不溶部の少ない、好ましくは不溶部のないポリアリーレンスルフィドが得られる傾向があり、これは、ポリアリーレンスルフィドの分岐単位または架橋単位が少ないことを意味し、このことは、高い成形加工性や成形品の高い機械強度などの特性が得られるという観点でポリアリーレンスルフィドとして望ましい特性といえる。
 I価の鉄化合物としては、各種鉄化合物が適しているが、具体的には例えばシクロペンタジエニル鉄ジカルボニルニ量体、1,10-フェナントロリン硫酸鉄錯体などが例示できる。
 0価の鉄化合物としては、各種鉄化合物が適しているが、具体的にはドデカカルボニル三鉄、ペンタカルボニル鉄などが例示できる。
 これらの重合触媒は、1種単独で用いてもよいし2種以上混合あるいは組み合わせて用いてもよい。
 これらの重合触媒は、上記のような低原子価鉄化合物(E)を添加してもよいし、III価以上の高原子価鉄化合物から系内で低原子価鉄化合物(E)を形成させてもよい。ここで後者のように系内で低原子価鉄化合物(E)を形成させるには、加熱により高原子価鉄化合物から低原子価鉄化合物(E)を形成させる方法、環式ポリアリーレンスルフィドに高原子価鉄化合物と、高原子価鉄化合物に対して還元性を有する化合物を助触媒として添加することにより系内で低原子価鉄化合物を形成させる方法などが挙げられる。加熱により高原子価鉄化合物から低原子価鉄化合物(E)を形成させる方法としては、例えば高原子価ハロゲン化鉄化合物の加熱により低原子価鉄化合物(E)を形成させる方法などが挙げられる。なおここで、高原子価ハロゲン化鉄化合物の加熱の際には、これを構成するハロゲンの一部が脱離することで、低原子価鉄化合物(E)が形成すると推測している。
 本発明において、低原子価鉄化合物(E)が保存中に徐々に変質するような物質である場合は、より安定な高原子価鉄化合物の状態で添加しておき、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)をポリアリーレンスルフィド(B’)に転化させるプロセスにおいて、系内で低原子価鉄化合物(E)を形成させる方法が好ましく用いられる。かかるプロセスを用いることで、得られる成形材料の長期保管が可能であったり、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)をポリアリーレンスルフィド(B’)に転化率する際の添加率を高めることが可能となるため好ましい。
 以下に本発明で使用される高原子価鉄化合物の例を挙げる。系内で低原子価鉄化合物(E)を形成させるための高原子価鉄化合物としては、各種鉄化合物が適しているが、例えば、III価の鉄化合物として塩化鉄、臭化鉄、フッ化鉄、クエン酸鉄、硝酸鉄、硫酸鉄、鉄アセチルアセトナート、鉄ベンゾイルアセトナートジエチルジチオカルバミン酸鉄、鉄エトキシド、鉄イソプロポキシド、アクリル酸鉄などが例示できる。中でも、鉄化合物を環式ポリアリーレンスルフィド中に均一に分散させるという観点から、環式ポリアリーレンスルフィド中での分散性の良好な鉄のハロゲン化物が好ましく、経済性の観点及び得られるポリアリーレンスルフィドの特性面から、塩化鉄がより好ましい。ここで述べるポリアリーレンスルフィドの特性としては、例えば1-クロロナフタレンへの溶解性が挙げられる。本発明の好ましい低原子価鉄化合物(E)を用いれば、1-クロロナフタレンへの不溶部の少ない、好ましくは不溶部のないポリアリーレンスルフィドが得られる傾向があり、これは、ポリアリーレンスルフィドの分岐単位または架橋単位が少ないことを意味し、このことは、高い成形加工性や成形品の高い機械強度などの特性が得られるという観点でポリアリーレンスルフィドとして望ましい特性といえる。
 以下に本発明で使用される助触媒の例を挙げる。系内で低原子価鉄化合物(E)を形成させるために添加する助触媒としては、環式ポリアリーレンスルフィドと高原子価鉄化合物とを加熱した際に高原子価鉄化合物と反応し低原子価鉄化合物を生成するものであれば特に限定はされないが、各種有機、無機の還元性を有する化合物が好ましく、例えば塩化銅(I)、塩化スズ(II)、塩化チタン(III)、エチレンジアミン、N,N’-ジメチルエチレンジアミン、トリフェニルホスフィン、トリ-t-ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタンなどが例示できる。中でも、塩化銅(I)、塩化スズ(II)、塩化チタン(III)が好ましく、固体状態で安全に取り扱いが可能な塩化銅(I)、塩化スズ(II)がより好ましい。
 これらの重合触媒及び助触媒は、1種単独で用いてもよいし2種以上混合あるいは組み合わせて用いてもよい。
 反応系内における鉄化合物の価数状態及び鉄原子近傍の構造は、X線吸収微細構造(XAFS)解析により把握が可能である。本発明において触媒として用いられる鉄化合物、または、鉄化合物を含む環式ポリアリーレンスルフィド、または、鉄化合物を含むポリアリーレンスルフィドにX線を照射し、その吸収スペクトルの形状を比較することで鉄化合物の価数状態及び鉄原子近傍の構造が把握できる。
 鉄化合物の価数を評価する場合、K端のX線吸収端近傍構造(XANES)に関する吸収スペクトルを比較することが有効であり、スペクトルが立ち上がるエネルギー及びスペクトル形状を比較することで判断が可能であるIII価の鉄化合物の測定で得られるスペクトルに対し、II価の鉄化合物の測定で得られるスペクトル、さらには0価の鉄化合物の測定で得られるスペクトルは、メインピークの立ち上がりがより低エネルギー側となる傾向がある。具体的には、III価の鉄化合物である塩化鉄(III)、酸化鉄(III)などでは7,120eV付近にメインピークの立ち上がりが、II価の鉄化合物である塩化鉄(II)、塩化鉄(II)四水和物などでは7,110~7,115eV付近にメインピークの立ち上がりが、0価の鉄化合物である鉄金属(0)などでは7,110eV付近からスペクトルに肩構造が観察される。また、III価の鉄化合物の測定で得られるスペクトルに対し、II価の鉄化合物の測定で得られるスペクトルは、メインピークのピークトップ位置もより低エネルギー側となる傾向がある。具体的には、III価の鉄化合物では7,128~7,139eV付近に、II価の鉄化合物では7,120~7,128eV付近にメインピークのピークトップが観察され、より具体的には、III価の鉄化合物である塩化鉄(III)では7,128~7,134eV付近に、酸化鉄(III)では7,132eV付近に、II価の鉄化合物である塩化鉄(II)では7,120eV付近に、塩化鉄(II)四水和物では7,123eV付近に、メインピークのピークトップが観察される。
 また、鉄化合物の鉄原子近傍の構造を評価する場合、K端の広域エックス線吸収微細構造(EXAFS)より得られた動径分布関数を比較することが有効であり、ピークが観察される距離を比較することで判断が可能である。鉄金属(0)では0.22nm付近及び0.44nm付近にFe-Fe結合に起因するピークが認められる。塩化鉄(III)では0.16~0.17nm付近にFe-Cl結合に起因するピークが、塩化鉄(II)では0.21nm付近にFe-Cl結合に起因するピークが、塩化鉄(II)四水和物では0.16~0.17nm付近にFe-Cl結合に起因するピークが、また0.21nm付近にも別のFe-Cl結合と考えられるサブピークが認められる。酸化鉄(III)では0.15~0.17nm付近にFe-O結合に起因するピークが、0.26~0.33nm付近にFe-Fe結合などに起因するピークが認められる。
 すなわち、反応中または反応生成物のX線吸収微細構造(XAFS)解析により得られたスペクトルと、各種鉄化合物のスペクトルを比較することにより、鉄化合物の価数状態及び鉄原子近傍の構造が把握可能である。
 前記鉄化合物の添加に際しては、水分を含まない条件下で添加することが好ましい。環式ポリアリーレンスルフィド及び添加する鉄化合物が接する気相に含まれる好ましい水分量としては1重量%以下、より好ましくは0.5重量%以下、さらに好ましくは0.1重量%以下であり、水分を実質的に含有しないことがよりいっそう好ましい。環式ポリアリーレンスルフィド中に含まれる水分量、重合触媒中に含まれる水分量、重合触媒中に水和物として含まれる水分量の合計量の、添加した重合触媒に対するモル比は、9以下が好ましく、好ましくは6以下、より好ましくは3以下、さらに好ましくは1以下、よりいっそう好ましくは0.1以下であり、水分を実質的に含有しないことがなおいっそう好ましい。この水分量以下であれば、低原子価鉄化合物(E)の酸化反応や加水分解反応などの副反応を防ぐことができる。このことから、添加する鉄化合物の形態は、水和物よりも無水物であることが好ましい。
 また、鉄化合物の添加に際し、環式ポリアリーレンスルフィド及び鉄化合物中に水分が含まれるのを防ぐためには、鉄化合物と乾燥剤を併せて添加してもよい。乾燥剤としては、金属、中性乾燥剤、塩基性乾燥剤、酸性乾燥剤などがあるが、低原子価鉄化合物(E)の酸化を防ぐためには酸化性物質を系内に存在させないことが重要であることから、中性乾燥剤や塩基性乾燥剤が好ましい。これら乾燥剤としては、具体的には中性乾燥剤として塩化カルシウム、酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウムなど、塩基性乾燥剤として、炭酸カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウムなどが例示できる。中でも、吸湿容量が比較的大きく、取り扱いが容易な塩化カルシウム、酸化アルミニウムが好ましい。なお、鉄化合物と乾燥剤を併せて添加する場合、環式ポリアリーレンスルフィド中に含まれる水分量、重合触媒中に含まれる水分量、重合触媒中に水和物として含まれる水分子の合計量には、乾燥剤により脱水された水分量は含まないものとする。
 上記の水分量は、カール・フィッシャー法により定量が可能である。また、環式ポリアリーレンスルフィド及び添加する鉄化合物が接する気相に含まれる水分量は、気相の温度及び相対湿度からも算出できる。また、環式ポリアリーレンスルフィド中に含まれる水分量、重合触媒中に含まれる水分量は、赤外線水分計を用いることや、ガスクロマトグラフィーによっても定量が可能であるし、環式ポリアリーレンスルフィド、重合触媒を100~110℃程度の温度で加熱した際の、加熱前後の重量変化からも求めることができる。
 前記鉄化合物の添加に際しては、非酸化性雰囲気下で添加することが好ましい。ここで非酸化性雰囲気とは、環式ポリアリーレンスルフィド及び添加する鉄化合物が接する気相における酸素濃度が5体積%以下、好ましくは2体積%以下、さらに好ましくは酸素を実質的に含有しない雰囲気、すなわち窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気であることを指し、この中でも特に経済性及び取り扱いの容易さの面からは窒素雰囲気が好ましい。また、前記鉄化合物の添加に際しては、酸化性物質を含まない条件下で添加することが好ましい。ここで酸化性物質を含まないとは、環式ポリアリーレンスルフィド中に含まれる酸化性物質の、添加した重合触媒に対するモル比が1以下、好ましくは0.5以下、さらに好ましくは0.1以下、よりいっそう好ましくは酸化性物質を実質的に含有しないことを指す。酸化性物質とは、前記重合触媒を酸化させ、触媒活性を有さない化合物、例えば酸化鉄(III)に変化させてしまうような物質のことを指し、例えば、酸素、有機過酸化物、無機過酸化物などが挙げられる。このような条件下であれば、低原子価鉄化合物の酸化反応などの副反応を防ぐことができる。
 使用する0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)の濃度は、目的とするポリアリーレンスルフィド(B’)の分子量ならびに0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)の種類により異なるが、通常、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)中の硫黄原子に対して0.001~20モル%、好ましくは0.005~15モル%、さらに好ましくは0.01~10モル%である。0.001モル%以上ではポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)はポリアリーレンスルフィド(B’)へ十分に転化し、20モル%以下では前述した特性を有するポリアリーレンスルフィド(B’)を得ることができる。
 また、0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)は、本発明におけるポリアリーレンスルフィド(B’)の加熱重合後も残存する。この為、0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)は、ポリアリーレンスルフィド(B’)中の硫黄原子に対しても、0.001~20モル%、好ましくは0.005~15モル%、さらに好ましくは0.01~10モル%含有されていることを特徴とする。
 0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)の添加に際しては、そのまま添加すればよいが、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)に重合触媒を添加した後、均一に分散させることが好ましい。均一に分散させる方法として、例えば機械的に分散させる方法、溶媒を用いて分散させる方法などが挙げられる。機械的に分散させる方法として、具体的には粉砕機、撹拌機、混合機、振とう機、乳鉢を用いる方法などが例示できる。溶媒を用いて分散させる方法として、具体的にはポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を溶媒に溶解または分散し、これに0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)を所定量加えた後、溶媒を除去する方法などが例示できる。また、触媒の分散に際して、0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)が固体である場合、より均一な分散が可能となるため0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)の平均粒径は1mm以下であることが好ましい。
<熱可塑性樹脂(C)>
 本発明に用いられる熱可塑性樹脂(C)は、特に限定はなく、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PENp)樹脂、液晶ポリエステル等のポリエステル系樹脂や、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリブチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂や、スチレン系樹脂、ウレタン樹脂の他や、ポリオキシメチレン(POM)樹脂、ポリアミド(PA)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)樹脂、ポリ塩化ビニル(PVC)樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂、変性PPE樹脂、ポリイミド(PI)樹脂、ポリアミドイミド(PAI)樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、ポリスルホン(PSU)樹脂、変性PSU樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリケトン(PK)樹脂、ポリエーテルケトン(PEK)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリエーテルケトンケトン(PEKK)樹脂、ポリアリレート(PAR)樹脂、ポリエーテルニトリル(PEN)樹脂、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、これらの共重合体、変性体、および2種類以上ブレンドした樹脂などであってもよい。
 中でも、本発明の効果をより一層高める観点から、耐熱性に優れた樹脂が好ましく選択できる。ここで言う耐熱性とは、例えば、融点が200℃以上、好ましくは220℃以上、より好ましくは240℃以上、さらに好ましくは260℃以上である結晶性樹脂や、荷重たわみ温度が120℃以上、好ましくは140℃以上、より好ましくは160℃以上、さらに好ましくは180℃以上の非晶性樹脂が例示できる。従って、好ましい樹脂の一例としては、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトンケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂が例示でき、さらにはポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂が好ましい樹脂として例示できる。なお、熱可塑性樹脂(C)がポリフェニレンスルフィド樹脂の場合、前記成分(B’)と同一のポリフェニレンスルフィド樹脂を使用してもよいし、異なるポリフェニレンスルフィド樹脂を使用してもよいが、本発明の目的から、前記成分(B’)よりも高分子量であるPPS樹脂を用いることが好ましい。
 また、本発明で用いられる熱可塑性樹脂(C)の分子量は、成形材料を成形して得られる成形品の力学特性の観点から、重量平均分子量で好ましくは10,000以上であり、より好ましくは20,000以上であり、とりわけ好ましくは30,000以上である。これは重量平均分子量が大きいほど、マトリックス樹脂の強度や伸度が高くなる観点で有利である。一方、重量平均分子量の上限については特に制限は無いが、成形時の流動性の観点から好ましくは1,000,000以下であり、より好ましくは500,000以下を例示できる。なお、前記重量平均分子量は前記SEC(サイズ排除クロマトグラフィー)などの一般的なGPC(ゲルパーミレーションクロマトグラフィー)を使用して求めることができる。
 上記群に例示された熱可塑性樹脂(C)は、本発明の目的を損なわない範囲で、繊維強化剤、エラストマーあるいはゴム成分などの耐衝撃性向上剤、他の充填材や添加剤を含有しても良い。これらの例としては、無機充填材、難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、あるいは、カップリング剤が挙げられる。
<成形材料>
 本発明の成形材料は、強化繊維束(A)、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)、熱可塑性樹脂(C)および0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)で構成される。
 このうち、(A)~(C)の各構成成分の合計が100重量%とした際の、強化繊維束(A)は1~50重量%、好ましくは5~45重量%、より好ましは10~40重量%である。強化繊維束(A)が1重量%未満では、得られる成形品の力学特性が不十分となる場合があり、50重量%を超えると射出成形の際に流動性が低下する場合がある。
 また、(A)~(C)の各構成成分の合計が100重量%とした際の、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)は0.1~40重量%、好ましくは0.5~30重量%、より好ましくは1~20重量%である。この範囲内で用いることで、成形性と取扱性に優れた成形材料が得られる。(B)または(B’)が0.1重量%未満では強化繊維束(A)への含浸が不十分となり、得られる成形材料の取扱性が不十分となる場合があり、40重量%を越えると得られる成形品の力学特性が不十分となる場合がある。
 さらに、(A)~(C)の各構成成分の合計が100重量%とした際の、熱可塑性樹脂(C)は10~98.9重量%、好ましくは25~94.5重量%、より好ましくは40~89重量%であり、この範囲内で用いることで、成形性と取扱性に優れた成形材料が得られる。(C)が10重量%未満では射出成形の際に流動性が低下する場合があり、98.9重量%を越えると得られる成形品の力学特性が不十分となる場合がある。
 本発明の成形材料は、連続した強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)からなる複合体に熱可塑性樹脂(C)が接着するように配置されて構成される成形材料である。
 強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)は、この3者で複合体が形成される。この複合体の形態は図1に示すようなものであり、強化繊維束(A)の各単繊維間にポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)が満たされている。すなわち、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)の海に、強化繊維(A)が島のように分散している状態である。
 さらに0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)は、重合触媒としての役割から、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)の海中、および/又は強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)との界面に存在することが好ましい。
 本発明の成形材料においての好ましい態様としては、図2に示すように、強化繊維束(A)が成形材料の軸心方向にほぼ平行に配列され、かつ強化繊維束(A)の長さは成形材料の長さと実質的に同じ長さである。
 ここで言う、「ほぼ平行に配列されて」いるとは、強化繊維束の長軸の軸線と、成形材料の長軸の軸線とが、同方向を指向している状態を示し、軸線同士の角度のずれは、好ましくは20°以下であり、より好ましくは10°以下であり、さらに好ましくは5°以下である。また、「実質的に同じ長さ」とは、例えばペレット状の成形材料において、ペレット内部の途中で強化繊維束が切断されていたり、ペレット全長よりも有意に短い強化繊維束が実質的に含まれたりしないことである。特に、そのペレット全長よりも短い強化繊維束の量について規定されているわけではないが、ペレット全長の50%以下の長さの強化繊維の含有量が30重量%以下である場合には、ペレット全長よりも有意に短い強化繊維束が実質的に含まれていないと評価する。さらに、ペレット全長の50%以下の長さの強化繊維の含有量は20重量%以下であることが好ましい。なお、ペレット全長とはペレット中の強化繊維配向方向の長さである。強化繊維束(A)が成形材料と同等の長さを持つことで、成形品中の強化繊維長を長くすることが出来るため、優れた力学特性を得ることができる。
 図3~6は、本発明の成形材料の軸心方向断面の形状の例を模式的に表したものであり、図7~10は、本発明の成形材料の直交方向断面の形状の例を模式的に表したものである。
 成形材料の断面の形状は、強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)からなる複合体に、熱可塑性樹脂(C)が接着するように配置されていれば図に示されたものに限定されないが、好ましくは軸心方向断面である図3~5に示されるように、複合体が芯材となり熱可塑性樹脂(C)で層状に挟まれて配置されている構成が好ましい。
 また直交方向断面である図7~9に示されるように、複合体を芯に対して、熱可塑性樹脂(C)が周囲を被覆するような芯鞘構造に配置されている構成が好ましい。図11に示されるような複数の複合体を熱可塑性樹脂(C)が被覆するように配置する場合、複合体の数は2~6程度が望ましい。
 複合体と熱可塑性樹脂(C)の境界は接着され、境界付近で部分的に熱可塑性樹脂(C)が該複合体の一部に入り込み、複合体中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)と相溶しているような状態、あるいは強化繊維に含浸しているような状態になっていてもよい。
 成形材料の軸心方向は、ほぼ同一の断面形状を保ち連続であればよい。成形方法によってはこのような連続の成形材料をある長さにカットしてもよい。
 本発明の成形材料は、例えば射出成形やプレス成形などの手法により強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)からなる複合体に、熱可塑性樹脂(C)を混練して最終的な成形品を作製できる。成形材料の取扱性の点から、前記複合体と熱可塑性樹脂(C)は成形が行われるまでは分離せず、前述したような形状を保っていることが重要である。ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)は低分子量であることから、常温においては通常比較的脆く破砕しやすい固体である場合が多い。このため、熱可塑性樹脂(C)を、複合体を保護するように配置し、成形までの材料の運搬、取り扱い時のショック、擦過などにより、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が破砕されて飛散したりしないようにすることが望ましい。また、複合体と熱可塑性樹脂(C)では、形状(サイズ、アスペクト比)、比重、重量が全く異なるため、成形までの材料の運搬、取り扱い時、成形工程での材料移送時に分級し、成形品の力学特性にバラツキを生じたり、流動性が低下して金型詰まりを起こしたり、成形工程でブロッキングする場合がある。
 そのため、図7~9に例示されるように、強化繊維である強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)からなる複合体に対して、熱可塑性樹脂(C)が該複合体の周囲を被覆するように配置されていること、すなわち、強化繊維である強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)からなる複合体が芯構造であり、熱可塑性樹脂(C)が該複合体の周囲を被覆した芯鞘構造とすることが好ましい。
 このような配置であれば、高分子量の熱可塑性樹脂(C)が破砕しやすいポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を包んでいたり、擦過しやすい面に配置されたりしているため、成形材料として形状が保持されやすい。また、熱可塑性樹脂(C)が強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)からなる複合体の周囲を被覆するように配置されるか、該複合体と熱可塑性樹脂(C)が層状に配置されているか、いずれが有利であるかについては、製造の容易さと、材料の取り扱いの容易さから、熱可塑性樹脂(C)が該複合体の周囲を被覆するように配置されることがより好ましい。
 前述したように、強化繊維束(A)はポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)によって完全に含浸されていることが望ましいが、現実的にそれは困難であり、強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)からなる複合体にはある程度のボイドが存在する。特に強化繊維束(A)の含有率が大きい場合にはボイドが多くなるが、ある程度のボイドが存在する場合でも本発明の含浸・繊維分散促進の効果は達成される。ボイド率は0~40%の範囲が好ましい。より好ましいボイド率の範囲は20%以下である。ボイド率が上記好ましい範囲であると、含浸・繊維分散促進の効果に優れる。ボイド率は、複合体の部分をASTM D 2734(1997)試験法により測定する。
 本発明の成形材料は、好ましくは1~50mmの範囲の長さに切断して用いられる。前記の長さに調製することにより、成形時の流動性、取扱性を十分に高めることができる。このように適切な長さに切断された成形材料としてとりわけ好ましい態様は、射出成形用の長繊維ペレットが例示できる。
 また、本発明の成形材料は、連続、長尺のままでも成形法によっては使用可能である。例えば、熱可塑性ヤーンプリプレグとして、加熱しながらマンドレルに巻き付け、ロール状成形品を得たりすることができる。このような成形品の例としては、液化天然ガスタンクなどが挙げられる。また本発明の成形材料を、複数本引き揃えて加熱・融着させることにより熱可塑性プリプレグを作製することも可能である。このようなプリプレグは、耐熱性、高い強度、弾性率、耐衝撃性が要求されるような分野、例えば自動車部材や航空機部材などに適用が可能である。
<ポリアリーレンスルフィド(B’)を用いる成形材料の製造方法>
 本発明の成形材料において、ポリアリーレンスルフィド(B’)を用いる成形材料は、前述した形状を容易に製造できると言った観点から、以下の工程を経て製造することが好ましい。すなわち、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)および0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)からなる混合物を得る工程[1]、該混合物を連続した強化繊維束(A)に含浸させた複合体を得る工程[2]、該複合体を熱可塑性樹脂(C)と接着させる工程[3]、からなる成形材料の製造方法であって、該工程[2]以降においてポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)存在下で加熱重合させてポリアリーレンスルフィド(B’)に転化させる成形材料の製造方法である。
<工程[1]>
 工程[1]において、混合物を得る装置は、投入したポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)を混合させる機構を具備した物であれば特に制限は無いが、該成分(B)と該成分(D)または該成分(E)とを均一に混合させる観点から、加熱溶融させるための加熱源を具備することが好ましい。また、溶融混合物を得た後に、速やかに工程[2]に移す為に、送液機構を具備することがより好ましい。送液の駆動方式としては、自重式、圧空式、スクリュー式、およびポンプ式などが例示できる。
 また、加熱の際の雰囲気は非酸化性雰囲気下で行うことが好ましく、減圧条件下で行うことも好ましい。これによりポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)間、加熱により生成したポリアリーレンスルフィド(B’)間、及びポリアリーレンスルフィド(B’)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)間などで架橋反応や分解反応などの好ましくない副反応の発生を抑制できる傾向にある。なお、非酸化性雰囲気とはポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が接する気相における酸素濃度が5体積%以下、好ましくは2体積%以下、さらに好ましくは酸素を実質的に含有しない雰囲気、即ち窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気であることを指し、この中でも特に経済性及び取扱いの容易さの面からは窒素雰囲気が好ましい。また、減圧条件下とは反応を行う系内が大気圧よりも低いことを指し、上限として50kPa以下が好ましく、20kPa以下がより好ましく、10kPa以下がさらに好ましい。下限としては0.1kPa以上が例示でき、0.2kPa以上がより好ましい。減圧条件が上記好ましい下限値以上であると、環式ポリアリーレンスルフィドに含まれる分子量の低い前記(a)式の環式化合物が揮散しにくく、一方上記好ましい上限値以下では、架橋反応など好ましくない副反応が起こりにくい傾向にある。
 工程[1]において、溶融混練する際は、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の加熱重合反応をなるべく起こさないように温度や時間を設定するのが好ましい。溶融混練する際の温度は180~270℃、好ましくは190~260℃、より好ましくは200℃~250℃である。上記好ましい温度で加熱した場合、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が容易に短時間で溶融し、一方、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の重合が急速に進むこともなく、ポリアリーレンスルフィド(B’)の生成による粘度上昇が起こりにくく、続く工程[2]における含浸性も良好である。
 工程[1]において、溶融混練する際の時間は、特に制限は無いが、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の重合が進み、増粘することを避ける為に、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)を混合後できるだけ速やかに工程[2]に移ることが好ましい。かかる時間の範囲としては、0.01~300分、好ましくは1~120分、より好ましくは5~60分となる。上記好ましい加熱時間であると、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)の混合が十分となり、一方、ポリアリーレンスルフィド(B’)の生成による粘度上昇が起こりにくく、続く工程[2]における含浸性も良好である。
<工程[2]>
 工程[2]において、用いる装置は、工程[1]において得られた混合物を連続した強化繊維束(A)に含浸させる機構を具備したものであれば特に制限は無く、溶融混合物をTダイやスリットダイなどの金型ダイに供給しつつ該金型ダイ中に強化繊維束(A)を通過させる装置や、溶融混合物をギアポンプにて溶融バスに供給し、該溶融バス内で強化繊維束(A)をしごきながら通過させる装置や、溶融混合物をプランジャーポンプでキスコーターに供給し、強化繊維束(A)に塗布する装置や、溶融混合物を加熱した回転ロールの上に供給し、このロール表面に強化繊維束(A)を通過させる方法が例示できる。これらの装置は、含浸性を向上させる目的で、組み合わせて使用しても良く、また得られた複合体をループさせて、複数回同じ装置を通過させても良い。
 工程[2]において、溶融混練物を含浸させる際の温度は180~320℃、好ましくは190~300℃、より好ましくは200℃~260℃である。上記好ましい温度で加熱した場合、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が凝固し、増粘、あるいは固化しにくく、含浸性に優れ、一方、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)間、加熱により生成したポリアリーレンスルフィド(B’)間、及びポリアリーレンスルフィド(B’)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)間などで架橋反応や分解反応などの好ましくない副反応が発生しにくい。
 工程[2]において、溶融混練物を含浸させる際の時間は、0.01~1000分、好ましくは0.02~120分、より好ましくは0.05~60分、さらに好ましくは0.1~10分となる。上記好ましい含浸時間とすると、溶融混練物の強化繊維束(A)への含浸が十分となり、一方、成形材料の生産性も良好である。
<工程[3]>
 工程[3]において、用いる装置は、工程[2]で得られた複合体に熱可塑性樹脂(C)を接着させる機構を具備したものであれば特に制限は無く、溶融させた熱可塑性樹脂(C)をTダイやスリットダイなどの金型ダイに供給しつつ該金型ダイ中に複合体を通過させる装置や、溶融させた熱可塑性樹脂(C)をギアポンプにて溶融バスに供給し、該溶融バス内に複合体を通過させる装置や、溶融させた熱可塑性樹脂(C)をプランジャーポンプでキスコーターに供給し、複合体に塗布する装置や、溶融させた熱可塑性樹脂(C)を加熱した回転ロールの上に供給し、このロール表面に複合体を通過させる方法が例示できる。
 工程[3]において、複合体と熱可塑性樹脂(C)を接着させる際の温度は、使用する熱可塑性樹脂(C)の分子構造や分子量、組成といった各種特性によって異なるため一概ではないが、下限としては、使用する熱可塑性樹脂(C)の融点が例示できる。上限としては前記融点に加えて80℃、好ましくは50℃、より好ましくは30℃、さらに好ましくは20℃が例示できる。かかる温度範囲において、熱可塑性樹脂(C)は、複合体との接着が容易に行え、かつ熱可塑性樹脂(C)が熱分解するといった製造上好ましくない現象を抑えることができる。なお、かかる融点は、示差走査熱量計(DSC)などによって求めることができる。
 工程[3]において、複合体が、複合体と熱可塑性樹脂(C)とを接着させる装置を通過する時間としては、特に制限は無いが、0.0001~120分、好ましくは0.0002~60分、より好ましくは0.002~30分が例示できる。上記好ましい通過時間とすると、複合体と熱可塑性樹脂(C)との接着が容易であり、一方、成形材料の生産性も良好である。
 本発明の成形材料の製造方法において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)をポリアリーレンスルフィド(B’)に転化させるのは、工程[1]~[3]のいずれの工程で行っても良いが、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の強化繊維束(A)への含浸を効率良く行う為には、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を工程[2]以降で選択的に重合させることが好ましい。かかる要件を満たすためにも、前記した工程[1]~工程[3]の装置、温度、及び時間といった条件が好適となる。
 また、工程[1]~[3]を経た後、さらに180~320℃、好ましくは190~300℃、より好ましくは200℃~260℃で熱処理し、成形材料中に残存したポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を加熱重合させることも有意である。
<ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を用いる成形材料を用いた成形品の製造方法>
 本発明の成形材料において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を用いる成形材料は、成形材料を成形して成形品を製造する際に、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)存在下で加熱することで重合させてポリアリーレンスルフィド(B’)に転化させる。
本発明において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)は、含浸性が高く強化繊維束(A)との複合体が容易に製造できることから、成形材料の生産性向上に効果がある。また、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)は、流動性にも優れることから、例えば、本発明の成形材料を射出成形すると、射出成形機のシリンダー内で溶融混練された、流動性の良いポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が熱可塑性樹脂(C)に拡散し、強化繊維束(A)が熱可塑性樹脂(C)に分散することを助ける。さらに、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)は、熱可塑性樹脂(C)と容易に置換されることで強化繊維束(A)をより容易に分散させることを可能としている。かかる効果から、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)は、いわゆる含浸助剤・分散助剤としての役割を持つ。
 さらに、本発明において、0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)は、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の加熱によるポリアリーレンスルフィド(B’)への転化を促す、いわゆる重合触媒としての役割を持つ。本発明の成形材料を成形して成形品を製造する際に、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)存在下で加熱することで重合させてポリアリーレンスルフィド(B’)への転化させることができる。かかる0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)の効果により、例えば本発明の成形材料を射出成形すると、射出成形工程におけるシリンダー内および金型内において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の重合が進展し、力学特性に優れた成形品が得られる。
 本発明の成形材料において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を用いる成形材料は、加熱することで溶融させて所定の形状に成形することができる。成形材料を溶融させる温度は、選択する原料によって異なるが、好ましい範囲として180℃~400℃、より好ましくは200℃~380℃、さらに好ましくは230℃~360℃を例示できる。上記好ましい温度とすると、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)および/または熱可塑性樹脂(C)が溶融しやすく成形性に優れ、一方、熱可塑性樹脂(C)が熱分解して成形品物性の低下やボイドが生じることもない。
 また、本発明の成形材料において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を用いる成形材料は、成形前に予熱してもよい。成形材料を予熱する温度は、選択する原料によって異なるが、180℃~400℃、より好ましくは200℃~380℃、さらに好ましくは230℃~360℃を例示できる。かかる温度範囲で予熱することにより、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のポリアリーレンスルフィド(B’)への転化が進行し、成形時間の短縮に効果がある。なお、生産性の観点から、かかる予熱工程を経た成形材料を直接成形機に投入しても良い。
 また、本発明の成形材料において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を用いる成形材料は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記予熱工程とは別に、前処理を行っても良い。これらの例としては、乾燥、脱脂、脱気、裁断、賦形、積層、配列、あるいは、接着が挙げられる。
<成形方法>
 本発明の成形材料は、各種成形方法によって最終的な形状の成形品に加工できる。成形方法としてはプレス成形、スタンパブル成形、トランスファー成形、射出成形や、これらの組合せ等が挙げられる。
 本発明の成形材料はリブ、ボス、歯車といった複雑形状の成形品や平板、角板、丸板といった幅広の成形品といった多様な形状に成形することが可能である。複雑形状の成形品の場合、射出成形およびトランスファー成形が好ましく用いられ、生産性の面から射出成形がより好ましく用いられる。幅広の成形品にはプレス成形、スタンピング成形が好ましく用いられる。
 本発明の成形材料を射出成形に用いる場合は、ペレット形状とした成形材料を用いることが好ましい。射出成形においては、ペレット状の成形材料を可塑化する際、温度、圧力、混練が加えられることから、本発明によれば、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)が分散・含浸助剤として大きな効果を発揮する。この場合、通常のインラインスクリュー型射出成形機を用いることができ、たとえ圧縮比の低いような形状のスクリューを用いたり、材料可塑化の際の背圧を低く設定するなどしたりして、スクリューによる混練効果が弱い場合であっても、強化繊維がマトリックス樹脂中に良分散し、繊維への樹脂の含浸が良好な成形品を得ることができる。
 また、本発明の成形材料を成形して得られた成形品をさらに加熱処理してもよい。成形品を加熱する温度は、成形材料に用いた原料によって異なるが、180℃~400℃、より好ましくは200℃~380℃、さらに好ましくは230℃~360℃を例示できる。かかる温度範囲で加熱処理することにより、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のポリアリーレンスルフィド(B’)への転化が進行し、成形品の力学特性の向上に効果がある場合がある。
 また、本発明で得られる成形品は、本発明の目的を損なわない範囲で、前記加熱工程とは別に、後処理を行っても良い。これらの例としては、アニール、研磨、裁断、研削、接着、あるいは、塗装が挙げられる。
<成形品>
 本発明の成形材料を用いた成形品としては、シリンダーヘッドカバー、ベアリングリテーナ、インテークマニホールド、ペダル等の自動車部品、レンチ、スパナ、ドライバー等の工具類、歯車などの小型部品が挙げられる。また、本発明の成形材料は、流動性に優れるため成形品の厚みが0.5~2mmといった薄肉の成形品を比較的容易に得ることができる。このような薄肉成形が要求されるものとしては、例えばパーソナルコンピューター、携帯電話などに使用されるような筐体や、パーソナルコンピューターの内部でキーボードを支持する部材であるキーボード支持体に代表されるような電気・電子機器用部材が挙げられる。このような電気・電子機器用部材では、強化繊維に導電性を有する炭素繊維を使用した場合に、電磁波シールド性が付与されるためにより好ましい。
<プリプレグ>
 本発明のプリプレグは、環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも50重量%以上含み、かつ重量平均分子量が10,000未満であるポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)と、0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)とを含有する樹脂組成物を強化繊維に含浸せしめてなるプリプレグである。
 本発明におけるポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を得る方法としては例えば前述したポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の製法[B1]および[B2]が挙げられる。
 本発明における樹脂組成物は、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)以外の成分を含んでもかまわない。ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)以外の成分としては、特に制限はなく、各種の熱可塑性樹脂のポリマー、オリゴマー、各種の熱硬化性樹脂、無機充填剤、相溶化剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤、粘着剤などの各種添加剤を配合しても良い。
 熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなどの線状または環式のポリマー、オリゴマーがあげられる。
 熱硬化性樹脂の具体例としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂などがあげられる。
 また、プリプレグの積層を容易にするために前記樹脂組成物に粘着付与剤を配合することが好ましい。粘着付与剤としては軟化点150℃以下で分子内に極性基を有する化合物が好適に用いられる。軟化点は、JIS K 7206―1999で規定されるビカット軟化点を意味し、軟化点が150℃以下の物は分子量が比較的小さいので流動性が良く、プリプレグ積層時の粘着性が向上し、分子内に極性基を有する物も水素結合などの弱い結合を誘起して、プリプレグ積層時の粘着性が向上するので好ましい。具体的には、エチレン-エチルアクリレート共重合体、エチレン-ビニルアクリレート共重合体、テルペン重合体、テルペンフェノール共重合体、ポリウレタンエラストマー、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)などが好適に用いられる。
 本発明において、種々の0価遷移金属化合物が重合触媒として用いられる。0価遷移金属化合物としては、前述した0価遷移金属化合物(D)が好ましく用いられる。
 本発明において、種々の低原子価鉄化合物が重合触媒として用いられる。低原子価鉄化合物としては、前述した低原子価鉄化合物(E)が好ましく用いられる。
 本発明のプリプレグは、強化繊維に前述の樹脂組成物を含浸せしめたものである。
 本発明における強化繊維の形態及び配列は、例えば、一方向に引き揃えたもの、織物(クロス)、編み物、組み紐、トウ、マット等が用いられる。中でも、積層構成によって容易に強度特性を設計可能であることから、一方向に引き揃えられたものを使用するのが好ましく、曲面にも容易に賦形できることから織物が好ましく使用される。
 本発明における強化繊維のプリプレグ中での重量含有率は、環式ポリアリーレンスルフィドを所定の重量%以上含む樹脂組成物を含浸させることで強化繊維のプリプレグ中での重量含有率を高めることができる特徴があり、機械的特性と成形性のバランスから、本発明では60~80重量%としている。重量含有率が下限値未満では曲げ強度などの機械特性が十分でなく、上限値を超えると強化繊維への樹脂組成物の含浸が困難となる。
 ここでいう強化繊維の重量含有量はプリプレグから有機溶媒などにより樹脂を溶出し、繊維重量を計量することにより求めることができる。
 本発明のプリプレグは、樹脂組成物を溶媒に溶解または分散させて低粘度化し、含浸させるウエット法または、加熱により低粘度化し、含浸させるホットメルト法等によって製造できる。
 ウェット法は、強化繊維を樹脂組成物の溶液または分散液に浸漬した後、引き上げ、オーブン等を用いて溶媒を蒸発せしめ、プリプレグを得る方法である。
 ホットメルト法は、加熱により低粘度化した樹脂組成物を直接強化繊維に加熱加圧することにより含浸させる方法、または樹脂組成物を離型紙等の上にコーティングした樹脂フィルムを作製しておき、次に強化繊維の両側、又は片側からそのフィルムを重ね、加熱加圧することにより樹脂を含浸させる方法などにより、プリプレグを得る方法である。ホットメルト法では溶剤を使用しないので強化繊維への含浸工程で樹脂粘度をある程度低くする必要があるが、プリプレグ中に残留する溶媒が実質的に皆無となるため好ましい。
 また、本発明の繊維強化複合材料は、このようなプリプレグを用いて、そのプリプレグ中の、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を含有してなる樹脂組成物を重合せしめて得られる。すわわち、前記したプリプレグを任意の構成で1枚以上積層後、熱及び圧力を付与しながらポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を含有してなる樹脂組成物を重合させるのである。加熱温度や圧力には特に制限はないが、加熱温度としては、150℃以上、300℃以下が例示でき、好ましくは180℃以上、270℃以下で、圧力は、0.1MPa以上、10MPa以下が例示でき、0.2MPa以上、5MPa以下が好ましい。
 熱及び圧力を付与する方法としては、任意の構成のプリプレグを型内もしくはプレス板上に設置した後、型もしくはプレス板を閉じて加圧するプレス成形法、任意の構成のプリプレグをオートクレーブ内に投入して加圧・加熱するオートクレーブ成形法、任意の構成のプリプレグをナイロンフィルムなどで包み込み、内部を減圧にして大気圧で加圧しながらオーブン中で加熱するバッギング成形法、任意の構成のプリプレグに張力をかけながらテープを巻き付け、オーブン内で加熱するラッピングテープ法、任意の構成のプリプレグを型内に設置し、同じく型内に設置した中子内に気体や液体などを注入して加圧する内圧成形法等が使用される。
 上記のようにして得られた、本発明の繊維強化複合材料は、マトリックス樹脂がポリアリーレンスルフィド(B’)であり、耐熱性、機械特性、難燃性、耐薬品性などに優れたものとなる。また、マトリックス樹脂が熱可塑性のポリアリーレンスルフィド(B’)なので、加熱などにより樹脂を可塑化できるのでリサイクルやリペアが容易な繊維強化複合材料となる。
<繊維強化成形基材の製造方法>
 以下、本発明の繊維強化成形基材の製造方法について、具体的に説明する。
 本発明の製造方法では、連続した強化繊維基材(A’)と、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)を原料として、ポリアリーレンスルフィド(B’)をマトリックス樹脂とした繊維強化成形基材を製造する。まず、各成分について説明する。
<強化繊維基材(A’)>
 本発明で用いられる強化繊維基材(A’)において、強化繊維としては、特に限定されないが、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、鉱物繊維、炭化ケイ素繊維等が使用でき、これらの繊維を2種以上混在させることもできる。これらの中でも、軽量かつ高強度、高弾性率の成形品を得る観点から、炭素繊維を用いるのが好ましい。炭素繊維としては、PAN系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維、リグニン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などが使用でき、これらを2種以上混在させることもできる。これらの中でも、コストと強度のバランスの観点からPAN系炭素繊維が好ましく、得られる成形品の力学特性の観点から、引張弾性率で200~700GPaのPAN系炭素繊維がより好ましい。
 本発明で用いられる強化繊維基材(A’)の形態及び配列としては、連続していれば特に限定されないが、例えば、連続した強化繊維を収束してなる強化繊維束(以下、単に強化繊維束ともいう)、連続した強化繊維を一方向に配列させた基材(以下、単に一方向配列基材ともいう)、織物(クロス)、不織布、マット、編み物、組み紐、ヤーン、トウ、等が用いられる。中でも、連続して高速で引き取ることが可能であることから強化繊維束が好ましく、積層構成によって容易に強度特性を設計可能であることから、一方向配列基材を使用するのが好ましく、曲面にも容易に賦形できることから織物が好ましく、厚み方向に容易に成形できることから不織布およびマットが好ましく使用される。なお、ここで一方向配列基材とは、複数本の強化繊維を並行して配列させた基材のことである。かかる一方向配列基材は、例えば複数本の連続した強化繊維束を一方向に引きそろえ、さらにシート状に地均する方法などにより得られる。
 強化繊維基材(A’)が強化繊維束である場合は、強化繊維の単繊維数が多いほど経済性には有利であることから、単繊維は10,000本以上が好ましい。他方、強化繊維の単繊維数が多いほどマトリックス樹脂の含浸性には不利となる傾向があるため、強化繊維束として炭素繊維束を用いる場合、経済性と含浸性の両立を図る観点から、15,000本以上100,000本以下がより好ましく、20,000本以上50,000本以下がとりわけ好ましく使用できる。
 さらに、単繊維を強化繊維束に束ねる目的で、本発明における成分(B)とは別に、集束剤を使用してもよい。これは強化繊維束に集束剤を付着させることで、強化繊維の移送時の取扱性や、成形材料を製造する過程でのプロセス性を高める目的で、本発明の目的を損なわない範囲で、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂や種々の熱可塑性樹脂などのサイジング剤を1種または2種以上併用することができる。
 強化繊維基材(A’)が一方向配列基材、織物、不織布、マットである場合は、強化繊維の単繊維数としては、特に限定されない。
 さらに、強化繊維基材(A’)には、単繊維の脱落を抑える目的で、本発明における成分(B)とは別に、結着剤を使用してもよい。これは強化繊維基材に結着剤を付着させることで、強化繊維の移送時の取扱性や、成形材料を製造する過程でのプロセス性を高める目的で、本発明の目的を損なわない範囲で、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂や種々の熱可塑性樹脂などのバインダーを1種または2種以上併用することができる。
<ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)>
 本発明において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)は、前記の式(a)で表される環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも50重量%以上含み、かつ重量平均分子量が10,000未満のポリアリーレンスルフィドプレポリマーが好ましく用いられる。
 ポリアリーレンスルフィドプレポリマーのより好ましい態様としては、環式ポリアリーレンスルフィドを70重量%以上含み、さらに好ましくは80重量%以上含み、とりわけ好ましくは90重量%以上含むものである。また、ポリアリーレンスルフィドプレポリマーに含まれる環式ポリアリーレンスルフィドの上限値には特に制限は無いが、生産性の観点から98重量%以下、好ましくは95重量%以下が好ましい範囲として例示できる。
 通常、ポリアリーレンスルフィドプレポリマーにおける環式ポリアリーレンスルフィドの重量比率が高いほど、加熱後に得られるポリアリーレンスルフィド(B’)の重合度が高くなる傾向にある。すなわち、本発明では、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)における環式ポリアリーレンスルフィドの存在比率を調整することで、ポリアリーレンスルフィド(B’)の重合度を調整することができる。
 ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を得る方法としては例えば前述したポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の製法[B1]および[B2]が挙げられる。
 本発明におけるポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)には、本発明の効果を損なわない範囲内で、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、ゴム成分、難燃剤、無機充填材、カーボンブラックなどの導電性向上成分、結晶核剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色剤、顔料、染料、熱安定剤、離型剤、粘着剤、耐電防止剤、可塑剤、滑剤、発泡剤、制泡剤、カップリング材などを添加しても良い。
 本発明において、種々の0価遷移金属化合物が重合触媒として用いられる。0価遷移金属化合物としては、前述した0価遷移金属化合物(D)が好ましく用いられる。
 本発明において、種々の低原子価鉄化合物が重合触媒として用いられる。低原子価鉄化合物としては、前述した低原子価鉄化合物(E)が好ましく用いられる。
<繊維強化成形基材の製造方法>
 次に、本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、少なくとも以下の工程から構成される。
 工程(I):連続した強化繊維基材(A’)を引き出し、連続的に供給する
 工程(II):該成分(A’)にポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を複合化する
 工程(III):該工程(II)で得られた複合体を加熱して、該成分(B)をポリアリーレンスルフィド(B’)に転化させる
 工程(IV):該工程(III)で得られた複合体を冷却して引き取る。
 さらに、本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、前記工程(III)において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)存在下で加熱することで重合させてポリアリーレンスルフィド(B’)に転化させることを特徴とする。
 各工程は、オフラインで実施することもできるが、経済性、生産性の面から、工程(I)~(IV)をオンラインで実施することが好ましい。
 ここで、工程(I)~(IV)をオンラインで行うとは、工程(I)~(IV)の全てを同一の製造ラインにて連続的(例えば、図12~14参照)ないしは間欠的に行うことを意味する。
 各工程について、それぞれ説明する。
<工程(I)>
 工程(I)は、連続した強化繊維基材(A’)を製造ラインに供給する工程である。ここで、経済性と生産性よく製造する目的から、連続的に供給することが重要となる。連続的とは、原料となる連続した強化繊維基材(A’)を完全に切断せずに供給することを意味し、供給速度は一定であってもよいし、間欠的に供給と停止を繰り返してもよい。また、繊維強化成形基材の賦形性を高める目的で、連続した強化繊維基材(A’)にスリット(切れ目)を入れるため、その一部を切断する工程を含んでもよい。また、連続した強化繊維基材とは、連続的に供給できる形態の強化繊維基材であることを意味する。
 また、工程(I)では、連続した強化繊維基材(A’)を引き出し、所定の配列に配置する目的も含む。すなわち、供給される連続した強化繊維基材(A’)は、ヤーン状であっても、一方向に引き揃えたシート状であっても、予め形状を付与したプリフォーム状であってもよい。具体的には、連続した強化繊維束をクリールにかけ、強化繊維束を引き出し、ローラーを通過させて製造ラインに供給する方法や、同様に複数の強化繊維束を一方向に配列させてシート状にして、さらにロールバーを通過させて製造ラインに供給する方法や、あらかじめ織物や不織布、マットの形態でロール状にした連続した強化繊維基材(A’)をクリールにかけ、引き出し、ローラーを通過させて製造ラインに供給する方法などが挙げられる。ここで、高速での引き取りが可能であることから強化繊維束を用いた方法が好ましく用いられ、一度に大量の繊維強化成形基材を製造可能であることからロールを用いた方法が好ましく用いられる。
 また、所定の形状になるように配置された複数のロールバーを通過させて製造ラインに供給する方法などが例示できる。さらに、連続した強化繊維基材(A’)が平面状に加工されている場合には、葛折りされた状態などから、直接に製造ラインに供給してもよい。なお、各種ローラーやロールバーに駆動装置を設けると、供給速度の調整などを行うことができ、生産管理の上でより好ましい。
 さらに、工程(I)では、連続した強化繊維基材(A’)を50~500℃、好ましくは80~400℃、より好ましくは100~300℃に加熱する工程を含むことが、生産上、好ましい。連続した強化繊維基材(A’)を加熱することで、工程(II)においてポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の連続した強化繊維基材(A’)への定着性を向上させることができる。また、強化繊維束に付着している収束剤などを軟化させ開繊させることもできる。加熱の方法については、特に制限はなく、熱風や赤外線ヒーターによる非接触加熱、パイプヒーターや電磁誘導による接触加熱などの方法が例示できる。
 また、工程(I)において、例えば、連続した強化繊維基材(A’)が強化繊維束や一方向配列基材である場合、開繊操作を含むことがより好ましい。開繊とは収束された強化繊維束を分繊させる操作であり、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の含浸性をさらに高める効果が期待できる。開繊により、強化繊維束の厚みは薄くなり、開繊前の強化繊維束の幅をw1(mm)、厚みをt1(μm)、開繊後の強化繊維束の幅をw2(mm)、厚みを2(μm)とした場合、開繊比=(w2/t2)/(w1/t1)は2.0以上が好ましく、2.5以上がさらに好ましい。
 強化繊維束の開繊方法としては、特に制限はなく、例えば凹凸ロールを交互に通過させる方法、太鼓型ロールを使用する方法、軸方向振動に張力変動を加える方法、垂直に往復運動する2個の摩擦体による強化繊維束の張力を変動させる方法、強化繊維束にエアを吹き付ける方法を利用できる。
<工程(II)>
 工程(II)は、連続した強化繊維基材(A’)にポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を複合化する工程である。複合化する方法は、特に制限はないが、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の形態により、以下[c1]~[c4]の4つの方法が好ましく例示できる。
 [c1]粒子状、繊維状、フレーク状からなる群から選択される少なくとも1種の形態のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を気相中で連続した強化繊維基材(A’)と複合化する方法である。すなわち、粒子状、繊維状、フレーク状からなる群から選択される少なくとも1種の形態のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を気相に散布させ、該気相中に連続した強化繊維基材(A’)を通過させるのである。具体的には、流動床などでポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が散布された中に、連続した強化繊維基材(A’)を通過させる方法や、連続した強化繊維基材(A’)に直接ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を散布する方法や、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を荷電させ、連続した強化繊維基材(A’)に静電的に付着させる方法などが挙げられる。
 [c2]粒子状、繊維状、フレーク状からなる群から選択される少なくとも1種の形態のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を液相中で連続した強化繊維基材(A’)と複合化する方法である。すなわち、粒子状、繊維状、フレーク状からなる群から選択される少なくとも1種の形態のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を液相に分散または溶解させ、該液相中に連続した強化繊維基材(A’)を通過させるのである。なお、ここでの分散とは、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が二次凝集して1mm以上の粗大凝集体を形成することなく、後述する各形態での好ましいサイズの範囲内を維持することを意味する。かかるポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を液相に分散または溶解させる方法には、特に制限はなく、撹拌装置を用いる方法、振動装置を用いる方法、超音波発生装置を用いる方法、噴流装置を用いる方法などが例示できる。なお、分散状態もしくは溶解状態を維持する観点で、連続した強化繊維基材(A’)を通過させる液相でも、これらの方法を用いることがより好ましい。
 ここで用いる液相とは、水もしくは有機溶媒が挙げられるが、経済性、生産性の観点から、純水または工業用水を用いることがより好ましい。また、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の分散を補助する目的で、アニオン性、カチオン性、非イオン性の各種界面活性剤を併用してもよい。界面活性剤の使用量は、特に制限はないが、0.01~5重量%が好ましい範囲として例示できる。
 また、[c2]の方法において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のとりわけ好ましい形態は、エマルジョンまたはディスパージョンである。このときの分散性の観点から、平均粒径は0.01~100μmが好ましく、0.05~50μmがより好ましく、0.1~20μmがさらに好ましい。
 ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が粒子状である場合、粒子の加工性と取扱性の観点から、その平均粒径は50~300μmが好ましく、80~250μmがより好ましく、100~200μmがさらに好ましい。また、繊維状である場合、同様に、平均繊維径は0.5~50μmが好ましく、1~30μmがより好ましく、5~20μmがさらに好ましい。平均繊維長は特に制限はないが、1~10mmが好ましい範囲として例示できる。また、フレーク状である場合、前記粒子状と同様の厚みを有し、厚みの5~100倍の長さを有することが好ましい。
 なお、平均粒径は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置などを用いて測定することができる。平均繊維径、平均繊維長やフレーク状の厚みや長さは光学顕微鏡を用いて容易に測定するこができる。なお、光学顕微鏡を用いて、平均繊維径、平均繊維長やフレーク状の厚みや長さの測定を行うに際し、20~100倍に拡大し、任意の400点について測定した平均値を求めればよい。
 また、液相に有機溶媒を用いる場合、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の加熱による重合の阻害や、生成されるポリアリーレンスルフィド(B’)の分解や架橋など好ましくない副反応を実質的に引き起こさないものであれば特に制限はなく、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジメチルエーテル、ジプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエチレン、2塩化エチレン、ジクロルエタン、テトラクロルエタン、クロルベンゼン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、フェノール、クレゾール、ポリエチレングリコール、ベンゼン、トルエン、キシレンなどがあげられる。また、二酸化炭素、窒素、水等の無機化合物を超臨界流体状態として溶媒に用いることも可能である。これらの溶媒は1種類または2種類以上の混合物として使用することができる。
 具体的には、水槽中にポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のエマルジョンやディスパージョンを供給し、該水槽中に連続した強化繊維基材(A’)を通過させる方法や、さらに該水槽中に噴流を用いながら連続した強化繊維基材(A’)を通過される方法や、連続した強化繊維基材(A’)に直接、環式ポリアリーレンスルフィドのエマルジョンやディスパージョンを噴霧する方法などが挙げられる。
 さらに、[c2]の方法では、連続した強化繊維基材(A’)を通過させた後、用いた水または有機溶媒を除去(脱液)することが、生産上、より好ましい。例えば、エアブロー、熱風乾燥、吸引濾過などの方法が例示できる。このとき、複合体の水または有機溶媒の脱液率は、特に制限はないが、50~100%が好ましく、70~100%がより好ましく、90~100%がさらに好ましい。また、脱液後の液相は、回収循環され、再利用されることが、生産上および環境上、とりわけ好ましい。ここで、脱液率は、脱液操作前後の複合体の質量差から容易に求めることができる。
 [c3]フィルム状、シート状、不織布状からなる群から選択される少なくとも1種の形態のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を、連続した強化繊維基材(A’)に複合化する方法である。ここで、フィルム状とは平均厚みが200μm以下の厚さのものを言い、シート状とは平均厚みが200μmを超えるものを言う。不織布状とは繊維シート状、ウェブ状で、繊維が一方向またはランダムに配向しており、交絡、融着、接着のいずれかによって繊維間が結合されたものを言う。なお、平均厚みは、シートもしくはフィルムを複数枚重ね、任意の10点をノギスで測定し、得られた厚みを重ねた枚数で除することで求めることができる。
 具体的には、連続した強化繊維基材(A’)をコンベアに移動させ、その片面または両面にフィルム状のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)をホットローラーで積層する方法や、不織布状のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)をパンチングで固定する方法や、連続した強化繊維基材(A’)と不織布状のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)をエアジェットで絡合する方法などが例示できる。
 また、[c3]の方法では、経済性、生産性の観点から、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)がいずれの形態でもロール加工されていることが好ましい。ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が単独でロール加工困難な場合、各形態に加工後に離型紙上に塗布して、ロール加工することが、好ましい方法の1つとして例示できる。
 [c4]ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を加熱溶融させて連続した強化繊維基材(A’)に接するように供給する方法である。ここでの加熱溶融には、押出機、プランジャー、溶融バスなどの装置を用いることができるが、スクリュウ、ギアポンプなどの溶融したポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を移送する機能を具備していることが好ましい。
 具体的には、押出機を用いてポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を溶融させつつ、Tダイやスリットダイなどの金型ダイに供給し、該金型ダイ中に連続した強化繊維基材(A’)を通過させる方法や、同様にギアポンプにて溶融バスに供給し、該溶融バス内で連続した強化繊維基材(A’)をしごきながら通過させる方法や、プランジャーポンプで溶融させたポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)をキスコーターに供給し、連続した強化繊維基材(A’)にポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の溶融物を塗布する方法や、同様に、加熱した回転ロールの上に溶融させたポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を供給し、このロール表面に連続した強化繊維基材(A’)を通過させる方法が例示できる。
 また、方法[c4]において、加熱溶融する温度は、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の重合反応をなるべく起こさないように設定するのが好ましい。加熱溶融する際の温度は180~270℃、好ましくは190~260℃、より好ましくは200℃~250℃である。180℃より低い温度で加熱した場合、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が溶融しない、あるいは溶融に長時間を要する傾向があり望ましくない。270℃より高温で加熱した場合は、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の重合が急速に進み、ポリアリーレンスルフィド(B’)の生成による粘度上昇が起こる場合がある。
 さらに、工程(II)では、連続した強化繊維基材(A’)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)からなる複合体を、好ましくは100~300℃に、より好ましくは150~270℃、さらに好ましくは180~250℃に加熱する工程を含むことが好ましい。この加熱工程により、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が軟化もしくは溶融し、連続した強化繊維基材(A’)により強固に定着でき、生産性を高めるのに有利である。また、加熱工程と同時に、または直後に加圧力を付与することで、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)が連続した強化繊維基材(A’)に含浸する効果が得られ、とりわけ好ましい。このときの加圧力は、生産性の観点から、0.1~5MPaが好ましく、0.3~4MPaがより好ましく、0.5~3MPaがさらに好ましい。
 具体的には、加熱したチャンバー内に複数の加圧ローラーを配置し複合体を通過させる方法や、同様にカレンダーロールを上下に配置し複合体を通過させる方法や、ホットローラーを用いて加熱と加圧を同時に行う方法が例示できる。
<工程(III)>
 工程(III)は、前記工程(II)で得られた、連続した強化繊維基材(A’)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)からなる複合体を加熱して、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)をポリアリーレンスルフィド(B’)に転化させる工程であり、特に、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)存在下で加熱することで重合させ、ポリアリーレンスルフィド(B’)に転化させることが重要である。
 このときの加熱温度は180~320℃であり、好ましくは190~300℃であり、より好ましくは200℃~260℃である。180℃未満では、重合が十分に進行せずに低分子量のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を過剰に含み、成形性に劣る繊維強化成形基材が得られる場合や、重合を完結させるのに過剰な時間がかかり生産性を損なう場合がある。0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)の存在下で加熱することにより、前記温度範囲において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)をポリアリーレンスルフィド(B’)に容易に転化させることができる。
 工程(III)での重合が完結するまでの反応時間は、短いほど、工程長を短くすることができたり、または引き取り速度を高めることができたりするなど、生産性、経済性に優れるため好ましい。反応時間としては60分以下が好ましく、10分以下がより好ましく、3分以下がさらに好ましい。反応時間の下限については、特に制限はなく、0.05分以上が例示できる。
 また、工程(III)では、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の重合において、架橋反応や分解反応などの好ましくない副反応の発生を抑制する観点から、非酸化性雰囲気下で加熱することが好ましい。ここで、非酸化性雰囲気とは酸素濃度が5体積%以下、好ましくは2体積%以下、さらに好ましくは酸素を含有しない雰囲気、すなわち、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気であることを指し、この中でも特に経済性および取り扱いの容易さの面から、窒素雰囲気が好ましい。
 同様に、工程(III)では、0.1~50kPaの減圧下で加熱することが好ましい。ここでは、反応系内の雰囲気を一度、非酸化性雰囲気としてから、減圧条件に調整することがより好ましい。ここでの減圧下とは、反応系内が大気圧よりも低いことを指し、より好ましくは0.1~50kPaであり、0.1~10kPaがさらに好ましい。
 さらに、工程(III)では、加熱させると同時に、または加熱させた後に加圧力を付与することで、連続した強化繊維基材(A’)へのポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)およびポリアリーレンスルフィド(B’)の含浸をより高めることができるため好ましい。ここでの加圧力としては、含浸性と生産性のバランスの観点から、0.5~10MPaが好ましく、1~8MPaがより好ましく、2~6MPaがさらに好ましい。
 具体的には、窒素置換された系内で、ダブルベルトプレスにより上下から加圧力を付与しながら複合体を通過させる方法や、窒素置換された加熱炉内で、複数配置されたカレンダーロールに複合体を加圧しながら通過させる方法や、複合体を高温のプレス型に配置し、プレス型間を密封して加圧すると同時に型内を窒素置換、そして減圧条件として重合完了後にプレス型間を開放して複合体を引き抜く方法が例示できる。また、これらの装置は、含浸性を向上させる目的で、組み合わせて使用しても良く、長さを稼ぐ目的でライン方向を葛折り状にしても良く、また装置を通過した複合体を折り返して使用し、複数回同じ装置をループさせても良い。
<工程(IV)>
 工程(IV)は該工程(III)で得られた複合体を冷却し、引き取る工程である。冷却する方法は、特に制限はなく、エアを噴射して冷却する方法や、冷却水を噴霧する方法や、冷却バスを通過させる方法や、冷却板の上を通過させる方法などが使用できる。
 工程(IV)での引き取り速度は、繊維強化成形基材の製造がオンラインであった場合、工程速度に直接影響するため、経済性、生産性の観点から高いほど好ましい。引き取り速度としては、1~100m/分が好ましく、5~100m/分がより好ましく、10~100m/分がさらに好ましい。
 具体的には、ニップローラーで引き出す方法や、ドラムワインダーで巻き取る方法や、固定治具で基材を把持して治具ごと引き取る方法が例示できる。また、引き取る際に、基材をスリッターに通して一部を切断してもよいし、ギロチンカッターなどで所定の長さにシート加工してもよいし、ストランドカッターなどで一定長に切断してもよいし、ロール形状のままとしてもよい。
 なお、繊維強化成形基材の製造方法には、その効果を損なわない範囲内で、他の工程を組み合わせることができる。例えば、電子線照射工程、プラズマ処理工程、強磁場付与工程、表皮材積層工程、保護フィルムの貼付工程、アフターキュア工程などが挙げられる。
 本発明の製造方法で得られる繊維強化成形基材は、成形性と得られる成形品の力学特性のバランスから、繊維強化成形基材を100質量%とした際の、ポリアリーレンスルフィド(B’)の割合は好ましくは10~90質量%、より好ましくは20~80質量%、さらに好ましくは30~70質量%、である。10質量%より小さいと、繊維強化成形基材の製造中に強化繊維の毛羽立ちが生じ易くなる場合がある。90質量%より大きいと、得られる成形品において強化繊維による補強効果が十分でない場合がある。
 これらの割合は、連続した強化繊維基材(A’)と、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の供給量を制御することで容易に実施できる。例えば、連続した強化繊維基材(A’)の供給量は、工程(IV)での引き取り速度で調整することができ、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の供給量は、工程(II)で定量フィーダーなどを用いて供給量を調整することができる。
 また、本発明の製造方法では、繊維強化成形基材の用法や目的に応じて、含浸率の異なった基材を製造することができる。たとえば、より含浸性を高めたプリプレグや、半含浸でのセミプレグ、含浸性の低いファブリックなどである。一般的に、含浸性の高い基材ほど、短時間成形には有効であるが、曲面形状などへの賦形性が問題となる場合がある。
 従って、本発明の製造方法で得られる繊維強化成形基材の、第1の好ましい態様は、ポリアリーレンスルフィド(B’)の含浸率が50%以上、100%以下である成形基材である。これは、より単純な平面形状の成形品を生産性よく製造する観点で優れている。
 また、本発明の製造方法で得られる繊維強化成形基材の、第2の好ましい態様は、ポリアリーレンスルフィド(B’)の含浸率が20%以上、50%未満である成形基材である。これは、ある程度の曲面に賦形でき、成形時の生産性の低下を最小限に抑える観点で優れている。
 また、本発明の製造方法で得られる繊維強化成形基材の、第3の好ましい態様は、ポリアリーレンスルフィドの含浸率が0%より大きく、20%未満である成形基材である。これは、より複雑な形状の成形品を製造したり、完全な含浸を必要としない成形品を製造する観点で優れている。
 なお、ここで言う含浸率とは、繊維強化成形基材の断面を、光学顕微鏡を用いて観察し、含浸しているポリアリーレンスルフィドの面積を、該面積とボイド(空隙)の面積の合計で除した割合(%)で表される。
 なお、光学顕微鏡を用いて、それぞれの面積の測定を行うに際し、20~100倍に拡大し、任意の20個の像について測定した平均値を求めればよい。
 含浸率を制御する方法としては、工程(II)でのポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を複合化する際の温度や加圧力、工程(III)でのポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)をポリアリーレンスルフィド(B’)に重合させる際の温度や加圧力などが例示できる。通常、前記温度や加圧力が高いほど、含浸率を高める効果がある。また、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の形態がより微細化するほど含浸性を高めることができる。
 本発明で得られる繊維強化成形基材は、オートクレーブ成形、プレス成形、フィラメントワインディング成形、スタンピング成形、射出成形、トランスファー成形などの生産性に優れた成形方法に適用でき、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂としているため短時間の成形が可能である。また、インサート成形、アウトサート成形などの一体化成形も容易に実施できる。さらに、成形後にも加熱による矯正処置や、熱溶着、振動溶着、超音波溶着などの生産性に優れた接着工法を活用することもできる。得られる成形品は、ポリアリーレンスルフィド(B’)の特性を反映して、耐熱性、耐薬品性、力学特性、難燃性に優れ、種々の用途に展開できる。
 例えば、自動車関連部品、部材および外板、ランディングギアポッド、ウィングレット、スポイラー、エッジ、ラダー、フェイリング、リブなどの航空機関連部品、部材および外板、パソコン、ディスプレー、携帯電話、携帯情報端末などの電気または電子機器、OA機器の筐体、部材、各種ラケット、ゴルフクラブシャフト、ヨット、ボード、スキー用品、釣り竿などのスポーツ関連部品、部材、ロッド、パネル、フロア、継ぎ手、ヒンジ、ギアなどの工業資材および人工衛星関連部品など幅広い用途に有用である。
 本明細書は、本願発明の優先権の基礎である特願2001―005731、特願2001-005732、特願2011-005733および特願2001-005734の明細書及び/又は図面に記載された内容を包含する。
 以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
 本発明に使用した評価方法を下記する。
(1)融点測定
 JIS K 7121(1987)に準拠し、DSCシステムTA3000(メトラー社製)を用い、昇温速度10℃/分で測定し、融解ピーク温度を融点とした。
(2)成形材料を用いて得られた成形品に含まれる強化繊維の平均繊維長
 成形品の一部を切り出し、300℃で加熱プレスし、30μm厚のフィルムを得た。得られたフィルムを光学顕微鏡にて150倍に拡大観察し、フィルム内で分散した繊維を観察した。その長さを1μm単位まで測定して、次式により重量平均繊維長(Lw)および数平均繊維長(Ln)を求めた。
   重量平均繊維長(Lw)=Σ(Li×Wi/100)
   数平均繊維長(Ln)=(ΣLi)/Ntotal
   Li:測定した繊維長さ(i=1、2、3、・・・、n)
   Wi:繊維長さLiの繊維の重量分率(i=1、2、3、・・・、n)
   Ntotal:繊維長さを測定した総本数。
(3)成形材料を用いて得られた成形品の密度
 JIS K 7112(1999)の5に記載のA法(水中置換法)に準拠し測定した。成形品から1cm×1cmの試験片を切り出し、耐熱性ガラス容器に投入し、この容器を80℃の温度で12時間真空乾燥し、吸湿しないようにデシケーターで室温まで冷却した。浸漬液にはエタノールを用いた。
(4)成形材料および繊維強化成形基材を用いて得られた成形品の曲げ試験
 ASTM D 790(1997)に準拠し、3点曲げ試験冶具(圧子10mm、支点4mm)を用いて支持スパンを100mmに設定し、クロスヘッド速度2.8mm/分の試験条件にて曲げ強度および曲げ弾性率を測定した。試験機として、"インストロン"(登録商標)万能試験機4201型(インストロン社製)を用いた。
(5)成形材料を用いて得られた成形品のアイゾット衝撃試験
 ASTM D 256(1993)に準拠し、モールドノッチ付きアイゾット衝撃試験を行った。用いた試験片の厚みは3.2mm、試験片の水分率0.1重量%以下において、アイゾット衝撃強度(J/m)を測定した。
(6)ポリアリーレンスルフィド(B’)の平均分子量
 ポリアリーレンスルフィド(B’)の平均分子量は、ゲルパーミレーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を算出した。また、該分子量を用いて、分散度(Mw/Mn)を算出した。GPCの測定条件を以下に示す。
 装置:センシュー科学 SSC-7100(カラム名:センシュー科学 GPC3506)
 溶離液:1-クロロナフタレン、流量:1.0mL/min
 カラム温度:210℃、検出器温度:210℃。
 また、成形品中のポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量は、成形品のGPC測定と、その成形品に用いたものと同種の熱可塑性樹脂(C)のGPC測定を個別に実施し、成型品のGPCチャートから、熱可塑性樹脂(C)のGPCチャート分のピークを除外して求めた。評価結果は、以下の2段階で評価し、good以上が合格である。
 good:ポリアリーレンスルフィド(B’)の分子量が10,000以上である。
 bad:ポリアリーレンスルフィド(B’)の分子量が10,000未満である。
(7)ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率
 ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のポリアリーレンスルフィド(B’)への転化率の算出は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて下記方法で行った。
 ポリアリーレンスルフィド(B’)10mgを250℃で1-クロロナフタレン約5gに溶解させる方法、あるいは成形品50mgを250℃で1-クロロナフタレン約25gに溶解させる方法により、得られた溶液を、室温に冷却すると沈殿が生成した。孔径0.45μmのメンブランフィルターを用いて1-クロロナフタレン不溶成分を濾過し、1-クロロナフタレン可溶成分を得た。得られた可溶成分のHPLC測定により、未反応の環式ポリアリーレンスルフィドを定量し、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のポリアリーレンスルフィド(B’)への転化率を算出した。HPLCの測定条件を以下に示す。
 装置:島津株式会社製 LC-10Avpシリーズ
 カラム:Mightysil RP-18 GP150-4.6(5μm)
 検出器:フォトダイオードアレイ検出器(UV=270nm)。
 評価結果は、以下の4段階で評価し、fair以上が合格である。
 excellent:ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が90%以上である。
 good:ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が80%以上、90%未満である。
 fair:ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が70%以上、80%未満である。
 bad:ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が70%未満である。
(8)ポリアリーレンスルフィド(B’)の加熱による重量減少
 熱重量分析機(パーキンエルマー社製TGA7)を用いて、下記条件にて重量減少率の測定を行った。なお、試料は2mm以下の細粒物を用いた。
 測定雰囲気:窒素(純度:99.99%以上)気流下
 試料仕込み重量:約10mg
 測定条件:
 (a)プログラム温度50℃で1分保持
 (b)プログラム温度50℃から400℃まで昇温。この際の昇温速度20℃/分。
 重量減少率△Wrは(b)の昇温において、100℃時の試料重量を基準として、330℃到達時の試料重量から前述の式(i)を用いて算出した。
 (9)成形材料を用いて射出成形した時の分解ガスによる設備汚染評価
 所定温度によって射出成形を実施する際の設備汚染について、射出成形機からの異臭の発生状況と、金型表面の汚れの目視観察により判定した。成形品形状は、幅150mm×長さ150mm×厚み1.2mmの薄肉平板成形品とし、測定は20サンプルについて行った。判定基準は、以下の4段階で評価し、fair以上が合格である。
 good:異臭の発生は無く、金型表面にも汚れが見られない。
 fair:異臭の発生は無いが、金型表面に汚れが少量確認される。
 bad:異臭が発生する。また金型表面に汚れが少量確認される。
 worse:異臭が発生する。また金型表面に汚れが確認される。
(10)ポリアリーレンスルフィドの粉末の平均粒径
 平均粒径はレーザ回折式粒度分布測定装置 LMS-24(セイシン(株)製)を用いて測定した。
(11)繊維強化成形基材の目付
 繊維強化成形基材から50mm×50mmのシートを切り出し、その重量W(g)を測定した。基材目付は、W×400(g/m)で算出することができる。
(12)繊維強化成形基材の含浸率
 本発明での含浸率とは、繊維強化成形基材の連続した強化繊維基材(A’)内部へ樹脂が含浸している度合いを表したものである。本発明においては、得られた繊維強化成形基材を切断し、その断面を幅方向に約10mmを光学顕微鏡を用いて観察する。このとき、強化繊維束の断面(円もしくは楕円)と、樹脂部分、および空隙が確認できる。このうち、連続した強化繊維基材(A’)の最外層を形成する繊維同士を結んだ領域が連続した強化繊維基材(A’)の内部であり、この領域内にある樹脂部分の面積を、該面積と空隙の面積の合計で除して含浸率(%)を求めた。なお、面積の測定は画像ソフトにおいて、樹脂部分と、空隙とをコントラストをつけて二元化し解析した。
(13)繊維強化成形基材の生産性の評価
 所定の製造方法によって繊維強化成形基材を製造する際において、繊維強化成形基材の生産性の良さを、プロセス速度、プロセス温度、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率などから判定した。判定基準は、以下の4段階で評価し、fair以上が合格である。
 good:連続的に供給、工程(III)の温度が320℃以下であり、転化率が70%以上である。
 fair:間欠的に供給、工程(III)の温度が320℃以下であり、転化率が70%以上である。
 bad:連続的に供給、工程(III)の温度が320℃より大きく、転化率が70%以上である。
 worse:間欠的に供給、工程(III)の温度が320℃より大きく、転化率が70%未満である。
(14)<X線吸収微細構造(XAFS)の測定
 鉄化合物のX線吸収微細構造の測定は下記条件で行った。
 実験施設:高エネルギー加速器研究機構 放射光科学研究施設
 分光器:Si(111)2結晶分光器
 ミラー:集光ミラー
 吸収端:Fe K (7,113eV) 吸収端
 使用検出器:イオンチャンバー及びライトル検出器。
(参考例1)
 <ポリフェニレンスルフィドプレポリマーの調製>
 撹拌機付きの1,000リットルオートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム118kg(1,000モル)、96%水酸化ナトリウム42.3kg(1014モル)、N-メチル-2-ピロリドン(以下、NMPと略する場合もある)を163kg(1,646モル)、酢酸ナトリウム24.6kg(300モル)、及びイオン交換水150kgを仕込み、常圧で窒素を通じながら240℃まで3時間かけて徐々に加熱し、精留塔を介して水211kgおよびNMP4kgを留出した後、反応容器を160℃に冷却した。なお、この脱液操作の間に仕込んだイオウ成分1モル当たり0.02モルの硫化水素が系外に飛散した。
 次に、p-ジクロロベンゼン147kg(1,004モル)、NMP129kg(1,300モル)を加え、反応容器を窒素ガス下に密封した。240rpmで撹拌しながら、0.6℃/分の速度で270℃まで昇温し、この温度で140分保持した。水を18kg(1,000モル)を15分かけて圧入しながら250℃まで1.3℃/分の速度で冷却した。その後220℃まで0.4℃/分の速度で冷却してから、室温近傍まで急冷し、スラリー(Sa)を得た。このスラリー(Sa)を376kgのNMPで希釈しスラリー(Sb)を得た。
 80℃に加熱したスラリー(Sb)14.3kgをふるい(80mesh、目開き0.175mm)で濾別し、粗PPS樹脂とスラリー(Sc)を10kg得た。スラリー(Sc)をロータリーエバポレーターに仕込み、窒素で置換後、減圧下100~160℃で1.5時間処理した後、真空乾燥機で160℃、1時間処理した。得られた固形物中のNMP量は3重量%であった。
 この固形物にイオン交換水12kg(スラリー(Sc)の1.2倍量)を加えた後、70℃で30分撹拌して再スラリー化した。このスラリーを目開き10~16μmのガラスフィルターで吸引濾過した。得られた白色ケークにイオン交換水12kgを加えて70℃で30分撹拌して再スラリー化し、同様に吸引濾過後、70℃で5時間真空乾燥してポリフェニレンスルフィドオリゴマー100gを得た。ポリフェニレンスルフィドプレポリマーが所定量に達するまで上記操作を繰り返した。
 得られたポリフェニレンスルフィドオリゴマーを4g分取してクロロホルム120gで3時間ソックスレー抽出した。得られた抽出液からクロロホルムを留去して得られた固体に再度クロロホルム20gを加え、室温で溶解しスラリー状の混合液を得た。これをメタノール250gに撹拌しながらゆっくりと滴下し、沈殿物を目開き10~16μmのガラスフィルターで吸引濾過し、得られた白色ケークを70℃で3時間真空乾燥して白色粉末を得た。
 この白色粉末の重量平均分子量は900であった。この白色粉末の赤外分光分析における吸収スペクトルより、白色粉末はポリフェニレンスルフィドプレポリマーであることが判明した。また、示差走査型熱量計を用いてこの白色粉末の熱的特性を分析した結果(昇温速度40℃/分)、約200~260℃にブロードな吸熱を示し、ピーク温度は215℃であることがわかった。
 また高速液体クロマトグラフィーより成分分割した成分のマススペクトル分析、さらにMALDI-TOF-MSによる分子量情報より、この白色粉末は繰り返し単位数4~11の環式ポリフェニレンスルフィド及び繰り返し単位数2~11の直鎖状ポリフェニレンスルフィドからなる混合物であり、環式ポリフェニレンスルフィドと直鎖状ポリフェニレンスルフィドの重量比は9:1であることがわかった。
 得られたポリフェニレンスルフィドプレポリマーを凍結粉砕し、メッシュによる機械的分級を行い平均粒径120μmとした。同様に、0価遷移金属化合物(D)の粒子を得て、これらを所定の割合で機械的に混合することで粒子(P)を得た。
 ポリフェニレンスルフィドプレポリマーを溶解させ、0価遷移金属化合物(D)を溶解または分散させる所定の溶媒を選択し、ポリフェニレンスルフィドプレポリマーと0価遷移金属化合物(D)とからなる溶液を得た。得られた溶液から溶媒を除去し、ポリフェニレンスルフィドプレポリマーと0価遷移金属化合物(D)からなる粒子(P’)を得た。この粒子(P’)を、界面活性剤を0.03質量%含んだ工業用水に混合し、高圧モホジナイザーにて強制攪拌し、平均粒径8μm、固形分濃度10%のディスパージョン(L)を作製した。
 ポリフェニレンスルフィドプレポリマーおよび0価遷移金属化合物(D)を混合し、さらに180~270℃で加熱して、溶融物を得た。得られた溶融物を、ナイフコーターを使用して離型紙上に所定の厚みに塗布し、目付25g/mのフィルム(F)を作製した。
(参考例2)
 <ポリフェニレンスルフィドプレポリマー1の調製>
 撹拌機付きのオートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム16.54kg(140モル)、96%水酸化ナトリウム5.92kg(142モル)、N-メチル-2-ピロリドン(以下NMPと略する場合もある)を22.88kg(232モル)、酢酸ナトリウム3.44kg(42モル)、及びイオン交換水21kgを仕込み、常圧で窒素を通じながら約240℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、精留塔を介して水30kgおよびNMP550gを留出した後、反応容器を160℃に冷却した。なお、この脱液操作の間に仕込んだイオウ成分1モル当たり0.02モルの硫化水素が系外に飛散した。
 次に、p-ジクロロベンゼン20.6kg(140.6モル)、NMP18kg(182モル)を加え、反応容器を窒素ガス下に密封した。240rpmで撹拌しながら、0.6℃/分の速度で270℃まで昇温し、この温度で140分保持した。水を2.52kg(105モル)を15分かけて圧入しながら250℃まで1.3℃/分の速度で冷却した。その後220℃まで0.4℃/分の速度で冷却してから、室温近傍まで急冷し、スラリー(Sa)80kgを得た。このスラリー(Sa)を52kgのNMPで希釈しスラリー(Sb)を得た。
80℃に加熱したスラリー(Sb)132kgをふるい(80mesh、目開き0.175mm)で濾別し、粗PPS樹脂とスラリー(Sc)を100kg得た。スラリー(Sc)をロータリーエバポレーターに仕込み、窒素で置換後、減圧下100~160℃で1.5時間処理した後、真空乾燥機で160℃、1時間処理した。得られた固形物中のNMP量は3重量%であった。
この固形物にイオン交換水120kg(スラリー(Sc)の1.2倍量)を加えた後、70℃で30分撹拌して再スラリー化した。このスラリーを目開き10~16μmのガラスフィルターで吸引濾過した。得られた白色ケークにイオン交換水120kgを加えて70℃で30分撹拌して再スラリー化し、同様に吸引濾過後、70℃で5時間真空乾燥してポリフェニレンスルフィドオリゴマー1.2kgを得た。
 得られたポリフェニレンスルフィドオリゴマーをさらにクロロホルム36kgで3時間ソックスレー抽出した。得られた抽出液からクロロホルムを留去して得られた固体に再度クロロホルム6kgを加え、室温で溶解しスラリー状の混合液を得た。これをメタノール75kgに撹拌しながらゆっくりと滴下し、沈殿物を目開き10~16μmのガラスフィルターで吸引濾過し、得られた白色ケークを70℃で3時間真空乾燥して白色粉末360gを得た。
 この白色粉末の重量平均分子量は900であった。この白色粉末の赤外分光分析における吸収スペクトルより、白色粉末はポリフェニレンスルフィドであることが判明した。また、示差走査型熱量計を用いてこの白色粉末の熱的特性を分析した結果(昇温速度40℃/分)、約200~260℃にブロードな吸熱を示し、ピーク温度は約215℃であることがわかった。
 また高速液体クロマトグラフィーより成分分割した成分のマススペクトル分析、更にMALDI-TOF-MSによる分子量情報より、この白色粉末は繰り返し単位数4~11の環式ポリフェニレンスルフィド及び繰り返し単位数2~11の線状ポリフェニレンスルフィドからなる混合物であり、環式ポリフェニレンスルフィドと線状ポリフェニレンスルフィドの重量比は約9:1のポリフェニレンスルフィドプレポリマーであることがわかった。
(参考例3)
 <ポリフェニレンスルフィドプレポリマー2の調製>
 撹拌機付きのオートクレーブに、硫化ナトリウム9水和物1.8kg(7.5モル)、96%水酸化ナトリウム15.6g(0.375モル)、NMP77.7kg(777モル)及びp-ジクロロベンゼン1.13g(7.65モル)を仕込み、反応容器を窒素ガス下に密封した。
 240rpmで撹拌しながら、室温から200℃まで約2時間かけて加熱後、1.0℃/分の速度で220℃まで昇温し、この温度で10時間保持した。その後室温近傍まで冷却してスラリー(Sd)を得た。このスラリー(Sd)80kgを320kgのイオン交換水で希釈し、70℃で30分攪拌したのち、平均ポアサイズ10~16μmのガラスフィルターを用いて濾過した。得られた固形成分をイオン交換水80kgに分散させて70℃で30分攪拌したのち同様に濾過を行った。ついで固形成分を0.5%酢酸水溶液80kgに分散させて70℃で30分攪拌したのち同様に濾過を行った。得られた固形成分を再度イオン交換水80kgに分散させて70℃で30分攪拌したのち同様に濾過を行った。得られた含水ケークを真空乾燥機70℃で一晩乾燥し、乾燥ケーク600gを得た。
 このようにして得た乾燥ケーク600gを分取して、テトラヒドロフラン18kgで3時間ソックスレー抽出した。得られた抽出液からテトラヒドロフランを留去した。このようにして得られた固体にアセトン18kgを加えて攪拌後、目開き10~16μmのガラスフィルターで吸引濾過し白色ケークを得た。これを70℃で3時間真空乾燥して白色粉末150gを得た。この白色粉末の赤外分光分析における吸収スペクトルより、白色粉末はポリフェニレンスルフィドであることが判明した。
 得られた白色粉末の高速液体クロマトグラフィー分析の結果から、この白色粉末は環式ポリフェニレンスルフィド及び線状ポリフェニレンスルフィドからなる混合物であり、環式ポリフェニレンスルフィドと線状ポリフェニレンスルフィドの重量比は約1:1.5、得られた白色粉末は環式ポリフェニレンスルフィドを約40重量%、線状ポリフェニレンスルフィドを約60重量%含むポリフェニレンスルフィドプレポリマーであることが判明した。なお、GPC測定を行った結果、このポリフェニレンスルフィドプレポリマーの重量平均分子量は1,500であった。
(参考例4)
 撹拌機付きのオートクレーブに、47.5%水硫化ナトリウム8.27kg(70.0モル)、96%水酸化ナトリウム2.96kg(71.0モル)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)11.44kg(116モル)、酢酸ナトリウム1.72kg(21.0モル)、及びイオン交換水10.5kgを仕込み、常圧で窒素を通じながら約240℃まで約3時間かけて徐々に加熱し、精留塔を介して水14.8kg及びNMP280gを留出した後、反応容器を160℃に冷却した。なお、この脱液操作の間に仕込んだイオウ成分1モル当たり0.02モルの硫化水素が系外に飛散した。
 次に、p-ジクロロベンゼン10.3kg(70.3モル)、NMP9.00kg(91.0モル)を加え、反応容器を窒素ガス下に密封した。240rpmで撹拌しながら、0.6℃/分の速度で270℃まで昇温し、この温度で140分保持した。水1.26kg(70モル)を15分かけて圧入しながら250℃まで1.3℃/分の速度で冷却した。その後220℃まで0.4℃/分の速度で冷却してから、室温近傍まで急冷し、スラリー(Sa)を得た。このスラリー(Sa)を20.0kgのNMPで希釈しスラリー(Sb)を得た。
 80℃に加熱したスラリー(Sb)10kgをふるい(80mesh、目開き0.175mm)で濾別し、メッシュオン成分としてスラリーを含んだ顆粒状PPS樹脂を、濾液成分としてスラリー(Sc)を約7.5kg得た。
 得られたスラリー(Sc)1000gをロータリーエバポレーターに仕込み、窒素で置換してから、減圧下100~150℃で1.5時間処理した後に、真空乾燥機で150℃、1時間処理して固形物を得た。
 この固形物にイオン交換水1200g(スラリー(Sc)の1.2倍量)を加えた後、70℃で30分撹拌して再スラリー化した。ラジオライト#800S(昭和化学工業株式会社製)3gをイオン交換水10gに分散させた分散液を目開き10~16μmのガラスフィルターで吸引濾過することで、フィルター上にラジオライトを積層し、これを用いてスラリーを固液分離した。得られた褐色のケークにイオン交換水1200gを加えて70℃で30分撹拌して再スラリー化し、同様に吸引濾過後、70℃で5時間真空乾燥してポリフェニレンスルフィド混合物を14.0g得た。
 得られたポリフェニレンスルフィド混合物を10g分取し、溶剤としてクロロホルム240gを用いて、浴温約80℃でソックスレー抽出法により5時間ポリフェニレンスルフィド混合物と溶剤を接触させ、抽出液を得た。得られた抽出液は室温で一部固形状成分を含むスラリー状であった。この抽出液スラリーからエバポレーターを用いて約200gのクロロホルムを留去した後、これをメタノール500gに撹拌しながら約10分かけてゆっくりと滴下した。滴下終了後、約15分間攪拌を継続した。沈殿物を目開き10~16μmのガラスフィルターで吸引濾過して回収し、得られた白色ケークを70℃で3時間真空乾燥して白色粉末を3.0g得た。白色粉末の収率は用いたポリフェニレンスルフィド混合物に対して31%であった。
 この白色粉末の重量平均分子量は900であった。この白色粉末の赤外分光分析における吸収スペクトルより、白色粉末はフェニレンスルフィド単位からなる化合物であることを確認した。また、高速液体クロマトグラフィー(装置;島津社製LC-10,カラム;C18,検出器;フォトダイオードアレイ)より成分分割した成分のマススペクトル分析、更にMALDI-TOF-MSによる分子量情報より、この白色粉末はp-フェニレンスルフィド単位を主要構成単位とし繰り返し単位数4~12の環式化合物を重量分率で約94%含むことがわかった。
 得られたポリフェニレンスルフィドプレポリマーを凍結粉砕し、メッシュによる機械的分級を行い平均粒径120μmとした。同様に、低原子価鉄化合物(E)の粒子を得て、これらを所定の割合で機械的に混合することで粒子(P”)を得た。
(実施例1)
 参考例1で調製したポリフェニレンスルフィドプレポリマーに、0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して0.5モル%となるよう添加し、250℃の溶融バス中で溶融させ、ギアポンプにてキスコーターに供給する。260℃に加熱されたロール上にキスコーターからポリフェニレンスルフィドプレポリマーを塗布し、被膜を形成した。
 このロール上に炭素繊維“トレカ”(登録商標)T700S-24K(東レ(株)製)を接触させながら通過させて、炭素繊維束の単位長さあたりに一定量のポリフェニレンスルフィドプレポリマーを付着した。
 ポリフェニレンスルフィドプレポリマーを付着した炭素繊維を、260℃に加熱されたベアリングで自由に回転する、一直線上に上下交互に配置された10個のロール(φ50mm)間に通過させ、成分(B)を成分(A)に十分含浸した。
 続いて、成分(C)である“トレリナ”(登録商標)A900(東レ(株)製ポリフェニレンスルフィド樹脂、融点278℃)を330℃で単軸押出機にて溶融し、押出機の先端に取り付けたクロスヘッドダイ中に押し出すと同時に、得られた複合体も上記クロスヘッドダイ中に連続的に供給することによって、溶融した成分(C)を複合体に被覆した。このとき、強化繊維の含有率を20重量%とするように成分(C)の量を調整した。
 上記記載の方法により得られたストランドを、冷却後、カッターにて7mmの長さに切断して本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を得た。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。
 得られた長繊維ペレットは運搬による毛羽立ちもなく、良好な取扱性を示した。得られた長繊維ペレットを150℃、5時間以上真空下で乾燥させた。乾燥させた長繊維ペレットを、日本製鋼所(株)製J150EII-P型射出成形機を用いて、各試験片用の金型を用いて成形を行った。条件はいずれもシリンダー温度:320℃、金型温度:150℃、冷却時間30秒とした。成形後、真空下で80℃、12時間の乾燥を行い、かつデシケーター中で室温、3時間保管した乾燥状態の試験片について評価を行った。評価結果を表1に記載した。
(実施例2)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを用い、その添加量をポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%となるように変更した以外は、実施例1と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表1に記載した。
(実施例3)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてビス[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウムを用いた以外は、実施例1と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表1に記載した。
(実施例4)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して0.5モル%の酢酸パラジウムと、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して2モル%のトリフェニルホスフィンとを併用して系内で錯体を形成した以外は、実施例1と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表1に記載した。
(実施例5)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して0.5モル%の塩化パラジウムと、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%の1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタンとを併用して系内で錯体を形成した以外は、実施例1と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表1に記載した。
(実施例6)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてテトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケルを用い、その添加量をポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%となるように変更した以外は、実施例1と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表1に記載した。
(実施例7)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%の塩化ニッケルと、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して2モル%の1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタンとを併用して系内で錯体を形成した以外は、実施例1と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表1に記載した。
(比較例1)
 0価遷移金属化合物(D)を含まない以外は、実施例1と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表1に記載した。
(比較例2)
 0価遷移金属化合物(D)の代わりにジフェニルスルフィドを用い、その添加量をポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%とし、炉内温度を260℃から300℃となるように変更した以外は、実施例1と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表1に記載した。
(比較例3)
 0価遷移金属化合物(D)であるテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えて塩化パラジウムを用いた以外は、実施例1と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表1に記載した。
(比較例4)
 0価遷移金属化合物(D)であるテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えて塩化ニッケルを用い、その添加量をポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%とし、炉内温度を260℃から300℃となるように変更した以外は、実施例1と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表1に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表1の実施例及び比較例より次のことが明らかである。実施例1~3、および6の成形材料を用いた成形品は、0価遷移金属化合物(D)を含むために、比較例1~4にくらべ、ポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量、およびポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が高く、得られる成形品の力学特性において優位であることがわかる。また実施例4、5および7の成形材料を用いた成形品は、0価遷移金属化合物(D)を系内で形成するために、比較例1~4にくらべ、ポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量、およびポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が高く、得られる成形品の力学特性において優位であることがわかる。
(実施例8)
 ポリフェニレンスルフィドプレポリマーの組成を、得られる成形材料全体の20質量%とし、熱可塑性樹脂(C)の組成を、得られる成形材料全体の60質量%となるように変更した以外は、実施例1と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表2に記載した。
(実施例9)
 ポリフェニレンスルフィドプレポリマーの組成を、得られる成形材料全体の30質量%とし、熱可塑性樹脂(C)の組成を、得られる成形材料全体の50質量%となるように変更した以外は、実施例1と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表2に記載した。
(比較例5)
 0価遷移金属化合物(D)を含まない以外は、実施例8と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例8と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表2に記載した。
(比較例6)
 0価遷移金属化合物(D)を含まない以外は、実施例9と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例9と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表2に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表2の実施例及び比較例より次のことが明らかである。実施例8および9の成形材料を用いた成形品は、0価遷移金属化合物(D)を含むために、比較例5および6にくらべ、ポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量、およびポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が高く、得られる成形品の力学特性において優位であることがわかる。特に実施例9が比較例6にくらべて力学特性が著しく高いことから、成形材料中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の組成比が大きい場合ほど、0価遷移金属化合物(D)の添加が、成形品の力学特性向上に顕著に影響することがわかる。
(実施例10)
 熱可塑性樹脂(C)として、ポリフェニレンスルフィドに代えて、“アミラン”(登録商標)CM3001(東レ(株)製ナイロン66樹脂、融点265℃)を用い、成形材料製造時の熱可塑性樹脂(C)の押出温度を280℃とし、成形材料の射出成形温度を300℃に変更した以外は実施例1と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表3に記載した。
(実施例11)
 熱可塑性樹脂(C)として、ポリフェニレンスルフィドに代えて、“ウルテム”(登録商標)1000R(日本ジーイープラスチックス(株)製PEI樹脂、加重たわみ温度200℃、非晶性樹脂)を用い、成形材料製造時の熱可塑性樹脂(C)の押出温度を360℃とし、成形材料の射出成形温度を380℃に変更した以外は実施例1と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例1と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表3に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表3の実施例より次のことが明らかである。実施例10および11の成形材料を用いた成形品は、実施例1同様に容易に生産、成形することが可能であり、さらに0価遷移金属化合物(D)を含むために、ポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量、およびポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が高く、得られる成形品の力学特性において優位であることがわかる。
(実施例12)
 参考例1で調製したポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)に、0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)中の硫黄原子に対して0.5モル%となるよう添加し、250℃の溶融バス中で溶融し溶融混合物を得た。得られた溶融混合物をギアポンプにてキスコーターに供給した。250℃に加熱されたロール上にキスコーターからポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)を塗布し、被膜を形成した。
 このロール上に炭素繊維“トレカ”(登録商標)T700S-24K(東レ(株)製)を接触させながら通過させて、炭素繊維束(A)の単位長さあたりに一定量のポリフェニレンスルフィドプレポリマーを付着した。
 ポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)を付着した炭素繊維を、260℃に加熱された炉内へ供給し、ベアリングで自由に回転する、一直線上に上下交互に配置された10個のロール(φ50mm)間に通過させ、かつ葛折り状に炉内に設置された10個のロールバー(φ200mm)を複数回ループさせて通過させ、合計10分間かけてポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)を炭素繊維束(A)に十分に含浸しながらポリフェニレンスルフィド(B’)に転化した。次に、炉内から引き出し、エアを吹き付けて冷却した後、ドラムワインダーで巻き取って、連続した強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィド(B’)からなる複合体を得た。
 なお、巻き取った複合体から、10mm長のストランドを10本カットし、炭素繊維とポリアリーレンスルフィド(B’)を分離するために、ソックスレー抽出器を用い、1-クロロナフタレンを用いて、210℃で6時間還流を行い、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)を分子量の測定に供した。得られたPPSの重量平均分子量(Mw)は19,700、分散度(Mw/Mn)は1.95であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、93%であった。
 続いて、成分(C)である“トレリナ”(登録商標)A900(東レ(株)製PPS樹脂、融点278℃)を330℃で単軸押出機にて溶融し、押出機の先端に取り付けたクロスヘッドダイ中に押し出すと同時に、得られた複合体も上記クロスヘッドダイ中に連続的に供給することによって、溶融した成分(C)を複合体に被覆した。このとき、強化繊維の含有率を20重量%とするように成分(C)の量を調整した。
 上記記載の方法により得られたストランドを、冷却後、カッターにて7mmの長さに切断して本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を得た。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。
 得られた長繊維ペレットは運搬による毛羽立ちもなく、良好な取扱性を示した。得られた長繊維ペレットを150℃、5時間以上真空下で乾燥させた。乾燥させた長繊維ペレットを、日本製鋼所(株)製J150EII-P型射出成形機を用いて、各試験片用の金型を用いて成形を行った。条件はいずれもシリンダー温度:320℃、金型温度:150℃、冷却時間30秒とした。成形後、真空下で80℃、12時間の乾燥を行い、かつデシケーター中で室温、3時間保管した乾燥状態の試験片について評価を行った。評価結果を表4に記載した。
(実施例13)
 炉内温度を300℃とした以外は、実施例12と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例12と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量(Mw)は24,800、分散度(Mw/Mn)は2.30であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、93%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを用いて、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表4に記載した。
(実施例14)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを用い、その添加量をポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)中の硫黄原子に対して1モル%となるように変更した以外は、実施例12と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例12と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量(Mw)は4,9500、分散度(Mw/Mn)は1.83であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、81%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを用いて、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表4に記載した。
(実施例15)
 炉内温度を300℃とした以外は、実施例14と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例12と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量(Mw)は44,100、分散度(Mw/Mn)は1.89であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、87%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを用いて、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表4に記載した。
(実施例16)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてビス[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウムを用いた以外は、実施例12と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例12と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量(Mw)は31,900、分散度(Mw/Mn)は2.15であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、99%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを用いて、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表4に記載した。
(比較例7)
 0価遷移金属化合物(D)を含まないとともに、ポリフェニレンスルフィド(B’)の含有量を10重量%から30重量%に、熱可塑性樹脂の含有量を70重量%から50重量%に変更になるよう、複合体におけるポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)の付着量、および複合体への成分(C)の被覆量を変更した以外は、実施例12と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例12と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、わずか2%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを用いて、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表4に記載した。
(比較例8)
 0価遷移金属化合物(D)を含まない以外は、実施例12と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例12と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、わずか2%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを用いて、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表4に記載した。
(比較例9)
 0価遷移金属化合物(D)を含まない以外は、実施例13と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例12と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、12%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを用いて、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表4に記載した。
(比較例10)
 0価遷移金属化合物(D)の代わりにジフェニルスルフィドを用いた以外は、実施例13と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例12と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量(Mw)は14,700、分散度(Mw/Mn)は1.33であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、16%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表4に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 表4の実施例および比較例より次のことが明らかである。実施例12~16の長繊維ペレットは、0価の遷移金属触媒(D)を含むため、比較例7~9に比べ、ポリアリーレンスルフィド(B’)への転化率が著しく高く、成形材料の取扱性に優れ、成形時の設備汚染がなく、得られる成形品の力学特性、外観品位に優れることがわかる。また、比較例7は転化率の小さいポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を多く含むため、力学特性に劣り、かつ成形時の設備汚染が特に大きい。また実施例12~16と比較例10との比較により、0価の遷移金属触媒(D)によるポリアリーレンスルフィド(B’)の転化率への寄与が優位であることがわかる。
(実施例17)
 参考例1で調製したポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)に、0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%となるよう添加し、250℃の溶融バス中で溶融し溶融混合物を得た。得られた溶融混合物をギアポンプにてキスコーターに供給した。250℃に加熱されたロール上にキスコーターからポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)を塗布し、被膜を形成した。
 このロール上に炭素繊維“トレカ”(登録商標)T700S-24K(東レ(株)製)を接触させながら通過させて、炭素繊維束の単位長さあたりに一定量のポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)を付着した。
 ポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)が付着した炭素繊維を、300℃に加熱された炉内へ供給し、ベアリングで自由に回転する、一直線上に上下交互に配置された10個のロール(φ50mm)間に通過させ、かつ葛折り状に炉内に設置された10個のロールバー(φ200mm)を複数回ループさせて通過させ、合計60分間かけてポリフェニレンスルフィドプレポリマーを炭素繊維束に十分に含浸しながらポリフェニレンスルフィド(B’)に転化した。次に、炉内から引き出し、エアを吹き付けて冷却した後、ドラムワインダーで巻き取って、連続した強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィド(B’)からなる複合体を得た。
 なお、巻き取った複合体から、10mm長のストランドを10本カットし、炭素繊維とポリアリーレンスルフィド(B’)を分離するために、ソックスレー抽出器を用い、1-クロロナフタレンを用いて、210℃で6時間還流を行い、抽出したポリアリーレンスルフィドを分子量の測定に供した。得られたPPSの重量平均分子量(Mw)は17,800、分散度(Mw/Mn)は2.11であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、93%であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)の重量減少率△Wrを測定したところ、0.12%であった。
 続いて、成分(C)である“トレリナ”(登録商標)A900(東レ(株)製PPS樹脂、融点278℃)を330℃で単軸押出機にて溶融させ、押出機の先端に取り付けたクロスヘッドダイ中に押し出すと同時に、得られた複合体も上記クロスヘッドダイ中に連続的に供給することによって、溶融した成分(C)を複合体に被覆した。このとき、強化繊維の含有率を20重量%とするように成分(C)の量を調整した。
 上記記載の方法により得られたストランドを、冷却後、カッターにて7mmの長さに切断して本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を得た。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。
 得られた長繊維ペレットは運搬による毛羽立ちもなく、良好な取扱性を示した。得られた長繊維ペレットを150℃、5時間以上真空下で乾燥させた。乾燥させた長繊維ペレットを、日本製鋼所(株)製J150EII-P型射出成形機を用いて、各試験片用の金型を用いて成形を行った。条件はいずれもシリンダー温度:320℃、金型温度:150℃、冷却時間30秒とした。成形後、真空下で80℃、12時間の乾燥を行い、かつデシケーター中で室温、3時間保管した乾燥状態の試験片について評価を行った。評価結果を表5に記載した。
(実施例18)
 0価遷移金属化合物(D)として、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを用いた以外は、実施例17と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例1と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量(Mw)は42,200、分散度(Mw/Mn)は1.9であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、90%であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)の重量減少率△Wrを測定したところ、0.06%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表5に記載した。
(実施例19)
 0価遷移金属化合物(D)として、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてテトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケルを用いた以外は、実施例17と同様の方法で、本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例12と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量(Mw)は43,500、分散度(Mw/Mn)は1.69であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、72%であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)の重量減少率△Wrを測定したところ、0.19%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表5に記載した。
(比較例11)
 0価遷移金属化合物(D)を含まない以外は、実施例17と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例12と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量(Mw)は62,300、分散度(Mw/Mn)は1.77であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、54%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表5に記載した。
(比較例12)
 炉内温度を340℃とした以外は、比較例11と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例12と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量(Mw)は68,200、分散度(Mw/Mn)は2.04であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、92%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表5に記載した。
(比較例13)
 0価遷移金属化合物(D)の代わりにジフェニルスルフィドを用いた以外は、実施例17と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例12と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量(Mw)は49,900、分散度(Mw/Mn)は1.77であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、63%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表5に記載した。
(比較例14)
 0価遷移金属化合物(D)の代わりにチオフェノールナトリウム塩を用いた以外は、実施例17と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例12と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。得られたポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量(Mw)は26,900、分散度(Mw/Mn)は1.68であった。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、35%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを、実施例12と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表5に記載した。
(参考例5)
 市販の“トレリナ”(登録商標)A900(東レ(株)製PPS樹脂、融点278℃)を使用して、重量減少率△Wrを測定したところ、0.25%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 表5の実施例および比較例より次のことが明らかである。実施例17~19で得た本発明の成形材料は、比較例11、13、および14の成形材料に比べ、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)のポリアリーレンスルフィド(B’)の転化率が高く、成形材料の取扱性に優れ、成形時の設備汚染がなく、得られる成形品の力学特性、外観品位に優れる。また、実施例17および18で得た本発明の成形材料は、比較例12の成形材料に比べ、低い炉内温度で同等の転化率が達成可能であることがわかる。かかる効果は、0価の遷移金属化合物の有無によるものである。また、実施例17~19と参考例5を比較することにより、本発明で用いるポリアリーレンスルフィド(B’)が分解ガスの発生を低減できることがわかる。
(15)プリプレグの作製
 樹脂組成物を、230℃で溶融し、ナイフコーターを使用して200℃で離型紙上に所定の厚みに塗布し、樹脂フィルムを作製した。
 次に、シート状に一方向に整列させた炭素繊維“トレカ”(登録商標)T700S-24K(東レ(株)製)に樹脂フィルム2枚を炭素繊維の両面から重ね、230℃に加熱したロールを用い、ロール圧力0.2MPaで加圧して樹脂組成物を含浸し、表6に示した炭素繊維含有率の一方向プリプレグを作製した。
(16)プリプレグの繊維重量含有率の測定
 作製したプリプレグを10cm角に切り出し、1-クロロナフタレン100mlで230℃、30分で樹脂組成物を溶解し、乾燥後、前後の重量比から繊維重量含有率を算出した。測定n数は3とした。
(17)プリプレグの含浸性評価
 (15)で作製したプリプレグを10cm角に切り出し、両面にガムテープを貼り付け、ガムテープを引き剥がした際に両側に炭素繊維が付着している部分を未含浸部分と判定し、その面積割合で3段階評価した。表には良好(未含浸部5%未満)を○、やや不良(未含浸部5%以上10%未満)を△、含浸不良(未含浸部10%以上)を×で表した。測定n数は3とした。
(18)繊維強化複合材料積層板の作製
 (15)で作製した一方向プリプレグを繊維方向をそろえて、JIS K 7074-1988の曲げ試験方法およびJIS K 7078-1991の層間せん断試験方法の試験片を切り出すために、厚さ2±0.4mmおよび厚さ3±0.4mmに積層した後、プレス成形機を用いて、成形圧力1MPa、表6に示した成形温度および成形時間で、加熱加圧して、積層板を得た。
(19)曲げ強度試験
 (18)で作製した積層板からJIS K 7074-1988で規定されたサイズに、試験片を繊維軸方向を長辺として切り出し、3点曲げ試験を行い、0°曲げ強度を算出した。
(20)層間剪断強度試験
(18)で作製した積層板からJIS K 7078-1991で規定されたサイズに、試験片を、繊維軸方向を長辺として切り出し、層間剪断試験を行い、層間剪断強度を算出した。
(21)ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率
 ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のポリアリーレンスルフィド(B’)への転化率の算出は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて下記方法で行った。
 (18)で作製した積層板50mgを250℃で1-クロロナフタレン約25gに溶解する方法により、得られた溶液を、室温に冷却すると沈殿物が生成した。孔径0.45μmのメンブランフィルターを用いて1-クロロナフタレン不溶成分を濾過し、1-クロロナフタレン可溶成分を得た。得られた可溶成分のHPLC測定により、未反応の環式ポリアリーレンスルフィドを定量し、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のポリアリーレンスルフィド(B’)への転化率を算出した。HPLCの測定条件を次に示す。
 装置:島津株式会社製 LC-10Avpシリーズ
 カラム:Mightysil RP-18 GP150-4.6(5μm)
 検出器:フォトダイオードアレイ検出器(UV=270nm)。
(実施例20~23、比較例15~17)
 表6に示す配合の樹脂組成物を用いて、前記した方法に従い、プリプレグ、繊維強化複合材料を作製し、各種物性を測定した。
 表6に示すように、実施例20~23の本発明のプリプレグは、含浸性に優れていた。さらに実施例20~22の本発明のプリプレグを使用した繊維強化複合材料は、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のポリフェニレンスルフィド(B’)への転化率が高いことがわかる。また、実施例20~23の本発明のプリプレグを使用した繊維強化複合材料は、強度、弾性率に優れ、特に層間剪断強度が非常に優れていた。さらには、これらの繊維強化複合材料は、プリプレグを低温で処理することで成形可能である。
 一方、表6に示すように、0価遷移金属化合物(D)を添加しない比較例15のプリプレグや、0価遷移金属化合物(D)以外の触媒である、ラジカル触媒化合物を添加した比較例16のプリプレグ、イオン性の触媒化合物を添加した比較例17のプリプレグでは、実施例20~23の本発明のプリプレグと同様の成形温度、成形時間では樹脂の重合が不十分となることから、繊維強化複合材料の曲げ強度、層間剪断強度が低いことがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
(実施例24)
 図12に示す装置を用いて、本発明の繊維強化成形基材の製造方法を説明する。なお、この実施例24の製造方法で用いる装置構成を[i]とする。
 工程(I):炭素繊維“トレカ”(登録商標)T700S-12K(東レ(株)製)を強化繊維束の間隔が1~5mmとなるように、幅100mmの間に複数本引き揃え、製造ラインに供した。ロールバー5に強化繊維束をかけてシート状にそろえ、さらに含浸バス6にフィードし、該含浸バス中の回転ローラー7を通過させ、次に、熱風乾燥炉8を通し、さらにダブルベルトプレス105に配置して、ニップローラー106で張力をかけて引き取った。ここでの引き取り速度を3m/分に設定して、工程が安定した後、予熱用の赤外線ヒーター107で強化繊維束を150℃に加熱した。
 工程(II):参考例1で調製したポリフェニレンスルフィドプレポリマーと0価遷移金属化合物(D)からなるディスパージョン(L)をポンプ108にて含浸バスに供給し、回転ローラーを完全にディスパージョン中に浸漬することで、強化繊維束にポリフェニレンスルフィドプレポリマーを付与した。このときのポリフェニレンスルフィドプレポリマーの付着量を、繊維重量含率(Wf)が67%となるように、強化繊維束を浸漬する長さを調整した。熱風乾燥炉を140℃に調整して、強化繊維束から水分の90%以上を除去した。ここで0価遷移金属化合物(D)には、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを選択し、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して0.5モル%となるように調整した。
 工程(III):ダブルベルトプレスを囲うチャンバー9の吸気口10から窒素パージを行い、チャンバー中の酸素濃度を1体積%以下に調整した。ライン方向に30mの長さに配置されたダブルベルトプレスを、温度260℃、圧力5MPaの条件にて、複合体を加熱プレスしながら通過させて、ポリフェニレンスルフィドプレポリマーを重合させた。
 工程(IV):温度50℃の冷却板11の上で、ポリフェニレンスルフィドを固化させ、ニップロールで引き取った後、ギロチンカッター12で長さ1m毎にカットして、幅100mmのシート状の繊維強化成形基材14とした。上記、工程は全てオンラインで実施し、連続的に繊維強化成形基材を製造した。本発明の繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は85%、基材目付は75g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。
 得られた繊維強化成形基材からマトリックス樹脂を抽出し、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)およびポリフェニレンスルフィドプレポリマーの転化率を測定した。
 得られた繊維強化成形基材から所定サイズを複数枚切り出し、繊維方向を揃えて積層し、プレス成形機を用いて、350℃、3MPaで3分間加熱加圧した後、冷却用のプレス機にて5分間冷却し積層板を得た。積層板から曲げ試験片を切り出し、0度方向の曲げ試験を行った。各プロセス条件および評価結果を表7に記載した。
(実施例25)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを用い、その添加量をポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%となるように変更した以外は、実施例24と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。本発明の繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は84%、基材目付は75g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。得られた繊維強化成形基材から、実施例24と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、各測定に供した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例24と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表7に記載した。
(比較例18)
 0価遷移金属化合物(D)を含まず、工程(III)におけるダブルベルトプレス機の温度を400℃に変更した以外は、実施例24と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。この繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は85%、基材目付は75g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。得られた繊維強化成形基材から、実施例24と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、各測定に供した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例24と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表7に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 表7の実施例および比較例より次のことが明らかである。実施例24、および25の本発明の繊維強化成形基材の製造方法は0価の遷移金属触媒(D)を含むため、比較例18の繊維強化成形基材の製造方法に比べて低温の製造プロセスで、同等のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が達成可能であることがわかる。
(実施例26)
 図13に示す装置を用いて、本発明の繊維強化成形基材の製造方法を説明する。なお、この実施例26の製造方法で用いる装置構成を[ii]とする。
 工程(I):炭素繊維“トレカ”(登録商標)T700S-12K(東レ(株)製)を強化繊維束の間隔が1~5mmとなるように、幅100mmの間に複数本引き揃え、製造ラインに供した。ロールバー21に強化繊維束をかけてシート状にそろえ、さらにベルトコンベア22にフィードし、さらに上下が対になった含浸ローラー23に挟み込み、ニップローラー24で張力をかけてドラムワインダー25で引き取った。ここでの引き取り速度を10m/分に設定して、工程が安定した後、予熱用の赤外線ヒーター26で強化繊維束を150℃に加熱した。
 工程(II):参考例1で調製したポリフェニレンスルフィドプレポリマーと0価遷移金属化合物(D)からなるフィルム(F)を引き出し、ワインダー27にて離型紙とともに、250℃に加熱されたホットローラー28に供給し、ポリフェニレンスルフィドプレポリマーが強化繊維束に積層されるように配置し、巻き取りワインダー29にて離型紙を除去した。このとき、ポリフェニレンスルフィドプレポリマーの付着量を測定した結果、繊維重量含率(Wf)が67%となった。ここで0価遷移金属化合物(D)には、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを選択し、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して0.5モル%となるように調整した。
 工程(III):ライン方向に100mの長さを持つ加熱チャンバー30の吸気口31から窒素パージを行い、加熱チャンバー中の酸素濃度を1体積%以下に調整した。加熱チャンバーの温度300℃とし、含浸ローラーを圧力1MPaの条件にて通過させて、ポリフェニレンスルフィドプレポリマーを重合させた。
 工程(IV):温度50℃の冷却板32の上で、ポリフェニレンスルフィドを固化させ、ニップロールで引き取った後、ドラムワインダーに巻き取って、幅100mmの繊維強化成形基材34とした。
 上記、工程は全てオンラインで実施し、連続的に繊維強化成形基材を製造した。本発明の繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は44%、基材目付は75g/mで、繊維方向にも柔軟性を有する一方向繊維基材であった。
 得られた繊維強化成形基材からマトリックス樹脂を抽出し、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)およびポリフェニレンスルフィドプレポリマーの転化率を測定した。
 得られた繊維強化成形基材から所定サイズを複数枚切り出し、繊維方向を揃えて積層し、プレス成形機を用いて、350℃、3MPaで3分間加熱加圧した後、冷却用のプレス機にて5分間冷却し積層板を得た。積層板から曲げ試験片を切り出し、0度方向の曲げ試験を行った。各プロセス条件および評価結果を表8に記載した。
(実施例27)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを用い、その添加量をポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%となるように変更した以外は、実施例26と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。本発明の繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は43%、基材目付は75g/mで、繊維方向にも柔軟性を有する一方向繊維基材であった。得られた繊維強化成形基材から、実施例26と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、各測定に供した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例26と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表8に記載した。
(比較例19)
 0価遷移金属化合物(D)を含まず、さらに工程(III)において、加熱チャンバー30の温度を400℃に変更した以外は、実施例26と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。この繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は45%、基材目付は74g/mで、繊維方向にも柔軟性を有する一方向繊維基材であった。得られた繊維強化成形基材から、実施例26と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、各測定に供した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例26と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表8に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 表8の実施例および比較例より次のことが明らかである。実施例26および27の本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、0価の遷移金属触媒(D)を含むため、比較例19の繊維強化成形基材の製造方法に比べて低温の製造プロセスで、同等のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が達成可能であることがわかる。
(実施例28)
 図14に示す装置を用いて、繊維強化成形基材の製造方法を説明する。なお、この実施例28の製造方法で用いる装置構成を[iii]とする。
 工程(I):炭素繊維“トレカ”(登録商標)T700S-12K(東レ(株)製)を強化繊維束の間隔が1~5mmとなるように、幅100mmの間に複数本引き揃え、製造ラインに供した。ロールバー41に強化繊維束をかけてシート状にそろえ、さらにカレンダーロール42にフィードし、ニップローラー43で張力をかけてドラムワインダー44で引き取った。ここでの引き取り速度を5m/分に設定して、工程が安定した後、予熱用の赤外線ヒーター45で強化繊維束を150℃に加熱した。
 工程(II):参考例1で調製した、ポリフェニレンスルフィドプレポリマーと0価遷移金属化合物(D)からなる粒子(P)を定量粉体供給機46から、繊維重量含率(Wf)が67%となるよう、強化繊維束の上から散布して付着した。ここで0価遷移金属化合物(D)には、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを選択し、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して0.5モル%となるように調整した。
 工程(III):ライン方向に50mの長さを持つ加熱チャンバー47の吸気口48から窒素パージを行い、加熱チャンバー中の酸素濃度を1体積%以下に調整した。加熱チャンバーの温度を260℃とし、温度260℃のカレンダーローラー42に張力をかけて通過させて、ポリフェニレンスルフィドプレポリマーを重合させた。
 工程(IV):温度50℃の冷却板49の上で、ポリフェニレンスルフィドを固化させ、ニップロールで引き取った後、ドラムワインダーに巻き取って、幅100mmの繊維強化成形基材51とした。
 上記、工程は全てオンラインで実施し、連続的に繊維強化成形基材を製造した。本発明の繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は75%、基材目付は75g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。
 得られた繊維強化成形基材からマトリックス樹脂を抽出し、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)およびポリフェニレンスルフィドプレポリマーの転化率を測定した。
 得られた繊維強化成形基材から所定サイズを複数枚切り出し、繊維方向を揃えて積層し、プレス成形機を用いて、350℃、3MPaで3分間加熱加圧した後、冷却用のプレス機にて5分間冷却し積層板を得た。積層板から曲げ試験片を切り出し、0度方向の曲げ試験を行った。各プロセス条件および評価結果を表9に記載した。
(実施例29)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを用い、その添加量をポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%となるように変更した以外は、実施例28と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。本発明の繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は75%、基材目付は75g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。得られた繊維強化成形基材から、実施例28と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、各測定に供した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例28と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表9に記載した。
(実施例30)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてビス[1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウムを用いるように変更した以外は、実施例28と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。本発明の繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は74%、基材目付は75g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。得られた繊維強化成形基材から、実施例28と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、各測定に供した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例28と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表9に記載した。
(比較例20)
 0価遷移金属化合物(D)を含まず、さらに工程(III)において、加熱チャンバー47およびカレンダーローラー42の温度を400℃となるように変更した以外は、実施例28と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。この繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は75%、基材目付は74g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。得られた繊維強化成形基材から、実施例28と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、各測定に供した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例28と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表9に記載した。
(実施例31)
 0価遷移金属化合物(D)として用いるテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムの添加量をポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%となるように変更し、さらに工程(III)において、加熱チャンバー47およびカレンダーローラー42の温度を300℃とし、加熱チャンバー47での加熱時間が60分となるように間欠的に運転するように変更した以外は、実施例28と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。本発明の繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は75%、基材目付は75g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。
 得られた繊維強化成形基材からマトリックス樹脂を抽出し、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)およびポリフェニレンスルフィドプレポリマーの転化率を測定した。
 得られた繊維強化成形基材から所定サイズを複数枚切り出し、繊維方向を揃えて積層し、プレス成形機を用いて、350℃、3MPaで3分間加熱加圧した後、冷却用のプレス機にて5分間冷却し積層板を得た。積層板から曲げ試験片を切り出し、0度方向の曲げ試験を行った。各プロセス条件および評価結果を表9に記載した。
(実施例32)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムを用いるように変更した以外は、実施例31と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。本発明の繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は74%、基材目付は75g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。得られた繊維強化成形基材から、実施例31と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、各測定に供した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例31と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表9に記載した。
(実施例33)
 0価遷移金属化合物(D)としてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムに代えてテトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケルを用いるように変更した以外は、実施例31と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。本発明の繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は74%、基材目付は75g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。得られた繊維強化成形基材から、実施例31と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、各測定に供した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例31と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表9に記載した。
(比較例21)
 0価遷移金属化合物(D)を含まない以外は、実施例31と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。この繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は74%、基材目付は74g/mで、剛性の強い一方向繊維基材であった。得られた繊維強化成形基材から、実施例31と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、各測定に供した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例31と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表9に記載した。
(比較例22)
 0価遷移金属化合物(D)を含まず、さらに工程(III)において、加熱チャンバー47およびカレンダーローラー42の温度を340℃となるように変更した以外は、実施例31と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。この繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は76%、基材目付は74g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。
 得られた繊維強化成形基材から、実施例31と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、各測定に供した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例31と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表9に記載した。
(比較例23)
 0価遷移金属化合物(D)の代わりに、ジフェニルスルフィドを用いるように変更した以外は、実施例31と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。この繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は74%で、剛性の強い一方向繊維基材であった。
 得られた繊維強化成形基材から、実施例31と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、各測定に供した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例31と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表9に記載した。
(比較例24)
 0価遷移金属化合物(D)の代わりに、チオフェノールナトリウム塩を用いるように変更した以外は、実施例31と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。この繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は73%で、剛性の強い一方向繊維基材であった。
 得られた繊維強化成形基材から、実施例31と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、各測定に供した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例31と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表9に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 表9の実施例および比較例より次のことが明らかである。実施例28~30の本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、0価の遷移金属触媒(D)を含むため、比較例20の繊維強化成形基材の製造方法に比べ低温の製造プロセスで、高いポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が達成可能であることがわかる。
 また、実施例28~30の繊維強化成形基材の製造方法は、連続的に生産することが可能であるため、間欠的に生産する実施例31~33の製造方法や比較例21~24の製造方法に比べ、生産性、コスト面で優れていることがわかる。
 実施例31~33の本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、0価の遷移金属触媒(D)を含むため、比較例21の製造方法に比べ、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が高く、生産性に優れ、かつ得られた成形材料の特性に優れることがわかる。
 実施例28~33の本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、0価の遷移金属触媒(D)を含むため、比較例22の製造方法に比べて低温のプロセス温度で、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が高い繊維強化成形基材が得られるため、コスト面、環境面で優れた繊維強化成形基材の製造方法であることがわかる。
 実施例28~33の本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、0価の遷移金属触媒(D)を含むため、0価の遷移金属触媒(D)以外の重合触媒を含む比較例23および24の製造方法に比べ、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率が高く、生産性に優れ、かつ得られた成形材料の特性に優れることがわかる。
(実施例34)
 参考例4で調製したポリフェニレンスルフィドプレポリマーに、低原子価鉄化合物源として塩化鉄(III)無水物を、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%となるよう添加し、250℃の溶融バス中で溶融し、ギアポンプにてキスコーターに供給した。260℃に加熱されたロール上にキスコーターからポリフェニレンスルフィドプレポリマーを塗布し、被膜を形成した。
 このロール上に炭素繊維“トレカ”(登録商標)T700S-24K(東レ(株)製)を接触させながら通過させて、炭素繊維束の単位長さあたりに一定量のポリフェニレンスルフィドプレポリマーを付着した。
 ポリフェニレンスルフィドプレポリマーが付着した炭素繊維を、260℃に加熱されたベアリングで自由に回転する、一直線上に上下交互に配置された10個のロール(φ50mm)間に通過させ、成分(B)を成分(A)に十分含浸した。
 続いて、成分(C)である“トレリナ”(登録商標)A900(東レ(株)製ポリフェニレンスルフィド樹脂、融点278℃)を330℃で単軸押出機にて溶融し、押出機の先端に取り付けたクロスヘッドダイ中に押し出すと同時に、得られた複合体も上記クロスヘッドダイ中に連続的に供給することによって、溶融した成分(C)を複合体に被覆した。このとき、強化繊維の含有率を20重量%とするように成分(C)の量を調整した。
 上記記載の方法により得られたストランドを、冷却後、カッターにて7mmの長さに切断して本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を得た。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。
 得られた長繊維ペレットは運搬による毛羽立ちもなく、良好な取扱性を示した。得られた長繊維ペレットを150℃、5時間以上真空下で乾燥した。乾燥した長繊維ペレットを、日本製鋼所(株)製J150EII-P型射出成形機を用いて、各試験片用の金型を用いて成形を行った。条件はいずれもシリンダー温度:320℃、金型温度:150℃、冷却時間30秒とした。成形後、真空下で80℃、12時間の乾燥を行い、かつデシケーター中で室温、3時間保管した乾燥状態の試験片について評価を行った。評価結果を表10に記載した。
 成形に際して、シリンダーからパージした吐出物から出るガス成分を検知管で調べた結果、塩素成分が確認された。得られた成形品を250℃の1-クロロナフタレンに溶融させたところ、不溶部として炭素繊維と鉄化合物が得られた。この不溶部から鉄化合物を単離し、XAFS測定を行い、鉄化合物の価数状態及び鉄原子近傍の構造を解析した。その結果、XANESに関する吸収スペクトルにおいて、塩化鉄(III)に近いスペクトル形状を有しており、動径分布関数からも0.16nm付近に塩化鉄(III)と同様のメインピークが認められ、塩化鉄(III)が主成分であることが確認されたが、XANESに関する吸収ピークにおいて、塩化鉄(II)のメインピークのピークトップが認められるエネルギー領域である7120eV付近にわずかに肩ピークが認められることから、加熱中に塩化鉄(II)成分が生成していたことがわかった。
(比較例25)
 低原子価鉄化合物(E)の代わりに酸化鉄(III)を用い、その添加量をポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して0.5モル%となるように変更した以外は、実施例34と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを、実施例34と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表10に記載した。
 得られた成形品を250℃の1-クロロナフタレンに溶融させたところ、不溶部として炭素繊維と鉄化合物が得られた。この不溶部から鉄化合物を単離し、XAFS測定を行い、鉄化合物の価数状態及び鉄原子近傍の構造を解析した。その結果、XANESに関する吸収スペクトルにおいて、酸化鉄(III)と同様のスペクトル形状を有しており、動径分布関数では0.15nm付近及び0.26nm付近に酸化鉄(III)と同様のFe-O結合やFe-Fe結合などに起因するものと考えられるピークが認められ、酸化鉄(III)が主成分であることがわかった。
(比較例26)
 低原子価鉄化合物(E)を含まない以外は、実施例34と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを用いて、実施例34と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表10に記載した。
(比較例27)
 低原子価鉄化合物(E)の代わりにチオフェノールナトリウム塩を用いた以外は、実施例34と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた長繊維ペレットを、実施例34と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表10に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 表10の実施例および比較例より次のことが明らかである。
 実施例34の本発明の成形材料は、低原子価鉄化合物(E)を含むため、比較例25~27の成形材料に比べ、得られる成形品中のポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量が大きいことがわかる。さらに、実施例34の本発明の成形材料中のポリアリーレンスルフィド(B’)の重量平均分子量が大きいため、成形品の力学特性に優れることがわかる。
(実施例35)
 参考例4で調製したポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)に、低原子価鉄化合物源として塩化鉄(III)無水物を、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%となるよう添加し、250℃の溶融バス中で溶融して溶融混合物を得た。得られた溶融混合物をギアポンプにてキスコーターに供給した。250℃に加熱されたロール上にキスコーターからポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)を塗布し、被膜を形成した。
 このロール上に炭素繊維“トレカ”(登録商標)T700S-24K(東レ(株)製)を接触させながら通過させて、炭素繊維束の単位長さあたりに一定量のポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)を付着した。
 ポリフェニレンスルフィドプレポリマー(B)が付着した炭素繊維を、300℃に加熱された炉内へ供給し、ベアリングで自由に回転する、一直線上に上下交互に配置された10個のロール(φ50mm)間に通過させ、かつ葛折り状に炉内に設置された10個のロールバー(φ200mm)を複数回ループさせて通過させ、合計60分間かけてポリフェニレンスルフィドプレポリマーを炭素繊維束に十分に含浸しながらポリフェニレンスルフィド(B’)に転化した。次に、炉内から引き出し、エアを吹き付けて冷却した後、ドラムワインダーで巻き取って、連続した強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィド(B’)からなる複合体を得た。この工程において、炉内のガス成分を検知管で調べた結果、塩素成分が確認された。
 なお、巻き取った複合体から、10mm長のストランドを10本カットし、ソックスレー抽出器を用い、1-クロロナフタレンを用いて、210℃で6時間還流を行い、ポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出した。次に、抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、81%であった。
 また、巻き取った複合体から、10mm長のストランドを10本カットし、250℃の1-クロロナフタレンに溶解したところ、不溶部として炭素繊維と鉄化合物が得られた。この不溶部から鉄化合物を単離し、XAFS測定を行い、鉄化合物の価数状態及び鉄原子近傍の構造を解析した。その結果、XANESに関する吸収スペクトルにおいて、塩化鉄(II)と同様の位置にメインピークが認められたが、形状は異なっており、動径分布関数では0.16nm付近に塩化鉄(III)、塩化鉄(II)四水和物と同様の特徴と考えられるメインピーク、0.21nm付近に塩化鉄(II)、塩化鉄(II)四水和物と同様の特徴と考えられるサブピークが認められ、III価の鉄化合物とともにII価の鉄化合物である塩化鉄(II)成分が存在することが確認された。
 続いて、成分(C)である“トレリナ”(登録商標)A900(東レ(株)製PPS樹脂、融点278℃)を330℃で単軸押出機にて溶融させ、押出機の先端に取り付けたクロスヘッドダイ中に押し出すと同時に、得られた複合体も上記クロスヘッドダイ中に連続的に供給することによって、溶融した成分(C)を複合体に被覆した。このとき、強化繊維の含有率を20重量%とするように成分(C)の量を調整した。
 上記記載の方法により得られたストランドを、冷却後、カッターにて7mmの長さに切断して本発明の成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を得た。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。
 得られた長繊維ペレットは運搬による毛羽立ちもなく、良好な取扱性を示した。得られた長繊維ペレットを150℃、5時間以上真空下で乾燥した。乾燥した長繊維ペレットを、日本製鋼所(株)製J150EII-P型射出成形機を用いて、各試験片用の金型を用いて成形を行った。条件はいずれもシリンダー温度:320℃、金型温度:150℃、冷却時間30秒とした。成形後、真空下で80℃、12時間の乾燥を行い、かつデシケーター中で室温、3時間保管した乾燥状態の試験片について評価を行った。評価結果を表11に記載した。
(比較例28)
 低原子価鉄化合物(E)の代わりに酸化鉄(III)を用い、その添加量をポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して0.5モル%となるように変更した以外は、実施例35と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例35と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、36%であった。また、XAFS測定を行い、鉄化合物の価数状態及び鉄原子近傍の構造を解析した。その結果、XANESに関する吸収スペクトルにおいて、酸化鉄(III)と同様のスペクトル形状を有しており、動径分布関数では0.15nm付近及び0.26nm付近に酸化鉄(III)と同様のFe-O結合やFe-Fe結合などに起因するものと考えられるピークが認められ、酸化鉄(III)が主成分であることがわかった。
 また、得られた長繊維ペレットを、実施例35と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表11に記載した。
(比較例29)
 低原子価鉄化合物(E)を含まない以外は、実施例35と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例35と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、44%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを、実施例35と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表11に記載した。
(比較例30)
 低原子価鉄化合物(E)の代わりにチオフェノールナトリウム塩を用いた以外は、実施例35と同様の方法で、成形材料である柱状ペレット(長繊維ペレット)を製造した。この柱状ペレットは芯鞘構造を有していた。得られた複合体から、実施例35と同様にポリアリーレンスルフィド(B’)を抽出し、各測定に供した。抽出したポリアリーレンスルフィド(B’)中のポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)の転化率を測定したところ、35%であった。
 また、得られた長繊維ペレットを、実施例35と同様に射出成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表11に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
 表11の実施例および比較例より次のことが明らかである。
 実施例35の本発明の成形材料は、低原子価鉄化合物(E)を含むため、比較例28~30の成形材料に比べ、成形材料の製造プロセスにおける、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のポリアリーレンスルフィド(B’)への転化率が高いことがわかる。さらに、実施例35の本発明の成形材料の製造プロセスにおける、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のポリアリーレンスルフィド(B’)への転化率が高いため、得られる成形品の力学特性が優れることがわかる。
(実施例36、比較例31~33)
 表12に示す配合の樹脂組成物を用いて、前記した方法に従い、プリプレグ、繊維強化複合材料を作製し、各種物性を測定した。
 実施例36の繊維強化複合材料積層体に成形する工程において、繊維強化複合材料積層体を脱型する際のガス成分を検知管で調べた結果、塩素成分が確認された。
 実施例36で得られた本発明の繊維強化複合材料積層体を250℃の1-クロロナフタレンに溶解したところ、不溶部として炭素繊維と鉄化合物が得られた。この不溶部から鉄化合物を単離し、XAFS測定を行い、鉄化合物の価数状態及び鉄原子近傍の構造を解析した。その結果、XANESに関する吸収スペクトルにおいて、塩化鉄(II)と同様の位置にメインピークが認められたが、形状は異なっており、動径分布関数では0.16nm付近に塩化鉄(III)、塩化鉄(II)四水和物と同様の特徴と考えられるメインピーク、0.21nm付近に塩化鉄(II)、塩化鉄(II)四水和物と同様の特徴と考えられるサブピークが認められ、III価の鉄化合物とともにII価の鉄化合物である塩化鉄(II)成分が存在することが確認された。
 比較例31で得られた繊維強化複合材料積層体を用いて、実施例36と同様にXAFS測定を行い、鉄化合物の価数状態及び鉄原子近傍の構造を解析した。その結果、XANESに関する吸収スペクトルにおいて、酸化鉄(III)と同様のスペクトル形状を有しており、動径分布関数では0.15nm付近及び0.26nm付近に酸化鉄(III)と同様のFe-O結合やFe-Fe結合などに起因するものと考えられるピークが認められ、酸化鉄(III)が主成分であることがわかった。
 表12に示すように、実施例36の本発明の繊維強化複合材料積層体は、含浸性に優れる。また、実施例36の繊維強化複合材料積層体を使用した繊維強化複合材料は、ポリアリーレンスルフィドプレポリマーのポリフェニレンスルフィドへの転化率が高く、強度、弾性率に優れ、特に層間剪断強度が非常に優れている。さらには、これらの繊維強化複合材料は、プリプレグを低温で処理することで成形可能である。
 一方、表12に示すように、低原子価鉄化合物を添加しない比較例32や、低原子価鉄化合物以外の触媒を添加した比較例31および33のプリプレグでは、実施例と同様の成形温度、成形時間では樹脂の重合が不十分となることから、繊維強化複合材料の曲げ強度、層間剪断強度が低い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
(実施例37)
 図14に示す装置を用いて、本発明の繊維強化成形基材の製造方法を説明する。なお、この実施例37の製造方法で用いる装置構成を[iii]とする。
 工程(I):炭素繊維“トレカ”(登録商標)T700S-12K(東レ(株)製)を強化繊維束の間隔が1~5mmとなるように、幅100mmの間に複数本引き揃え、製造ラインに供した。ロールバー41に強化繊維束をかけてシート状にそろえ、さらにカレンダーロール42にフィードし、ニップローラー43で張力をかけてドラムワインダー44で引き取った。ここでの引き取り速度を5m/分に設定して、工程が安定した後、予熱用の赤外線ヒーター45で強化繊維束を150℃に加熱した。
 工程(II):参考例4で調製した、ポリフェニレンスルフィドプレポリマーと低原子価鉄化合物(E)からなる粒子(P”)を定量粉体供給機46から、繊維重量含率(Wf)が67%となるよう、強化繊維束の上から散布して付着した。ここで低原子価鉄化合物源には、塩化鉄(III)を選択し、ポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して1モル%となるように調整した。
 工程(III):ライン方向に50mの長さを持つ加熱チャンバー47の吸気口48から窒素パージを行い、加熱チャンバー中の酸素濃度を1体積%以下に調整した。加熱チャンバーの温度を300℃とし、温度300℃のカレンダーローラー42に張力をかけて通過させ、さらに、加熱チャンバー47での加熱時間が60分となるように間欠的に運転することでポリフェニレンスルフィドプレポリマーを重合させた。
 工程(IV):温度50℃の冷却板49の上で、ポリフェニレンスルフィドを固化させ、ニップロールで引き取った後、ドラムワインダーに巻き取って、幅100mmの繊維強化成形基材51とした。
 上記、工程は全てオンラインで実施し、連続的に繊維強化成形基材を製造した。本発明の繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は75%、基材目付は75g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。
 前記工程(III)において、加熱チャンバー内のガス成分を検知管で調べた結果、塩素成分が確認された。
 得られた繊維強化成形基材からマトリックス樹脂を抽出し、ポリフェニレンスルフィドプレポリマーの転化率を測定した。
 また、得られた繊維強化成形基材を250℃の1-クロロナフタレンに溶解したところ、不溶部として炭素繊維と鉄化合物が得られた。この不溶部から鉄化合物を単離し、XAFS測定を行い、鉄化合物の価数状態及び鉄原子近傍の構造を解析した。その結果、XANESに関する吸収スペクトルにおいて、塩化鉄(II)と同様の位置にメインピークが認められたが、形状は異なっており、動径分布関数では0.16nm付近に塩化鉄(III)、塩化鉄(II)四水和物と同様の特徴と考えられるメインピーク、0.21nm付近に塩化鉄(II)、塩化鉄(II)四水和物と同様の特徴と考えられるサブピークが認められ、III価の鉄化合物とともにII価の鉄化合物である塩化鉄(II)成分が存在することが確認された。
 得られた繊維強化成形基材から所定サイズを複数枚切り出し、繊維方向を揃えて積層し、プレス成形機を用いて、350℃、3MPaで3分間加熱加圧した後、冷却用のプレス機にて5分間冷却し積層板を得た。積層板から曲げ試験片を切り出し、0度方向の曲げ試験を行った。各プロセス条件および評価結果を表13に記載した。
(比較例34)
 低原子価鉄化合物(E)の代わりに酸化鉄(III)を用い、その添加量をポリフェニレンスルフィドプレポリマー中の硫黄原子に対して0.5モル%となるように変更した以外は、実施例37と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。この繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は75%、基材目付は75g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。得られた繊維強化成形基材から、実施例35と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、ポリフェニレンスルフィドプレポリマーの転化率を測定した。
 また、XAFS測定を行い、鉄化合物の価数状態及び鉄原子近傍の構造を解析した。その結果、XANESに関する吸収スペクトルにおいて、酸化鉄(III)と同様のスペクトル形状を有しており、動径分布関数では0.15nm付近及び0.26nm付近に酸化鉄(III)と同様のFe-O結合やFe-Fe結合などに起因するものと考えられるピークが認められ、酸化鉄(III)が主成分であることがわかった。
 また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例37と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表13に記載した。
(比較例35)
 低原子価鉄化合物(E)を含まない以外は、実施例37と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。この繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は74%、基材目付は75g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。得られた繊維強化成形基材から、実施例37と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、ポリフェニレンスルフィドプレポリマーの転化率を測定した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例37と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表13に記載した。
(比較例36)
 低原子価鉄化合物(E)の代わりにチオフェノールナトリウム塩を用いた以外は、実施例37と同様の方法で、繊維強化成形基材を製造した。この繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材の含浸率は74%、基材目付は75g/mで、極めて剛性の強い一方向繊維基材であった。得られた繊維強化成形基材から、実施例37と同様にポリフェニレンスルフィドを抽出し、ポリフェニレンスルフィドプレポリマーの転化率を測定した。また、得られた繊維強化成形基材を用いて、実施例37と同様にプレス成形を行い、各評価に供した。各プロセス条件および評価結果を表13に記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 表13の実施例および比較例より次のことが明らかである。
 実施例37の本発明の繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材は、低原子価鉄化合物(E)を含むため、比較例34~36の繊維強化成形基材の製造方法により得られた繊維強化成形基材に比べ、繊維強化成形基材の製造プロセスにおける、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のポリアリーレンスルフィド(B’)への転化率が高いことがわかる。さらに、実施例37では繊維強化成形基材の製造プロセスにおける、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)のポリアリーレンスルフィド(B’)への転化率が高いため、得られる成形品の力学特性が優れることがわかる。
 本発明の成形材料において、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を用いる成形材料は、流動性、取扱性に優れ、また、射出成形を行う際には強化繊維の成形品中への分散が良好であり、力学特性に優れた成形品を容易に製造することができるため、射出成形、トランスファー成形、ブロー成形、インサート成形などの成形方法に限らず、プランジャー成形、プレス成形、スタンピング成形など幅広い成形方法にも応用することができるが、その応用範囲がこれらに限定されるものではない。
 本発明の成形材料において、ポリアリーレンスルフィド(B’)を用いる成形材料は、射出成形を行う際に強化繊維の成形品中への分散が良好であり、耐熱性、力学特性に優れた成形品を容易に環境汚染なく製造することができるため、射出成形、ブロー成形、インサート成形などの成形方法に限らず、プランジャー成形、プレス成形、スタンピング成形など幅広い成形方法にも応用することができるが、その応用範囲がこれらに限定されるものではない。
 本発明のプリプレグおよび繊維強化複合材料は、繊維含有率が高く、取扱性に優れたプリプレグであり、それを用いた繊維強化複合材料は機械特性に優れ、耐熱性や難燃性にも優れることが期待できるので、航空宇宙用途や一般産業用途に適し、特に、航空機、車両、船舶、電気電子機器向けの積層体に好適に用いることができるものである。
 本発明の繊維強化成形基材の製造方法は、連続した強化繊維基材とポリアリーレンスルフィドを容易に複合化させることができるため、経済性、生産性を高めることができ、プリプレグ、セミプレグ、ファブリックなどの繊維強化成形基材の製造に有用である。
 1 強化繊維束(A)
 2 ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)
 3 強化繊維束(A)とポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)と0価遷移金属化合物(D)または低原子価鉄化合物(E)からなる複合体
 4 熱可塑性樹脂(C)
 5,21,41:ロールバー
 6:含浸バス
 7:回転ローラー
 8:熱風乾燥炉
 105:ダブルベルトプレス
 106,24,43:ニップローラー
 107,26,45:赤外線ヒーター
 108:ポンプ
 9:チャンバー
 10,31,48:吸気口
 11,32,49:冷却板
 12:ギロチンカッター
 13,33,50:強化繊維束
 14,34,51:繊維強化成形基材
 22:ベルトコンベア
 23:含浸ローラー
 25,44:ドラムワインダー
 27:引き出しワインダー
 28:ホットローラー
 29:巻き取りワインダー
 30,47:加熱チャンバー
 42:カレンダーロール
 46:定量粉体供給機

Claims (31)

  1. 連続した強化繊維束(A)1~50重量%と、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)0.1~40重量%からなる複合体に、熱可塑性樹脂(C)10~98.9重量%が接着されてなる成形材料であって、さらに該複合体が、該成分(B)または(B’)中の硫黄原子に対し0.001~20モル%の0価遷移金属化合物(D)を含む成形材料。
  2. 前記成分(D)が、周期表第8族から第11族かつ第4周期から第6周期の金属を含む化合物である請求項1に記載の成形材料。
  3. 前記成分(D)が、パラジウムまたはニッケルを含む化合物である請求項1または2のいずれかに記載の成形材料。
  4. 連続した強化繊維束(A)1~50重量%と、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)0.1~40重量%からなる複合体に、熱可塑性樹脂(C)10~98.9重量%が接着されてなる成形材料であって、さらに該複合体が、該成分(B)または(B’)中の硫黄原子に対し0.001~20モル%の低原子価鉄化合物(E)を含む成形材料。
  5. 前記成分(E)が、II価の鉄化合物である請求項4に記載の成形材料。
  6. 前記成分(B’)が、前記成分(B)を加熱重合して得られるポリアリーレンスルフィドである請求項1~5のいずれかに記載の成形材料。
  7. 前記成分(B)が、環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも50重量%以上含み、かつ重量平均分子量が10,000未満である請求項1~6のいずれかに記載の成形材料。
  8. 前記成分(B’)が、重量平均分子量が10,000以上であり、かつ重量平均分子量/数平均分子量で表される分散度が2.5以下であるポリアリーレンスルフィドである、請求項1~7のいずれかに記載の成形材料。
  9. 前記成分(B’)の、加熱した際の重量減少が下記式を満たす、請求項1~8のいずれかに記載の成形材料。
       △Wr=(W1-W2)/W1×100≦0.20(%)
    (ここで、△Wrは重量減少率(%)であり、常圧の非酸化性雰囲気下で50℃から330℃以上の任意の温度まで昇温速度20℃/分で熱重量分析を行った際に、100℃到達時点の試料重量(W1)を基準とした330℃到達時の試料重量(W2)から求められる値である。)
  10. 前記成分(A)が、炭素繊維の単繊維を少なくとも10,000本含有してなる、請求項1~9のいずれかに記載の成形材料。
  11. 前記成分(C)が、ポリアミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂から選択される少なくとも1種である、請求項1~10のいずれかに記載の成形材料。
  12. 前記成分(A)が軸心方向にほぼ平行に配列されており、かつ該成分(A)の長さが成形材料の長さと実質的に同じである、請求項1~11のいずれかに記載の成形材料。
  13. 前記成分(A)と前記成分(B)または(B’)と前記成分(D)または低原子価鉄化合物(E)からなる複合体が芯構造であり、前記成分(C)が該複合体の周囲を被覆した芯鞘構造である請求項12に記載の成形材料。
  14. 成形材料の形態が、長繊維ペレットである請求項13に記載の成形材料。
  15. 樹脂組成物を強化繊維基材(A’)に含浸せしめてなるプリプレグにおいて、前記樹脂組成物が、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)からなり、さらに該成分(B)または(B’)中の硫黄原子に対し0.001~20モル%の0価遷移金属化合物(D)とを含んでなるものであり、前記強化繊維基材(A’)の含有率が60~80重量%であるプリプレグ。
  16. 前記成分(D)が、周期表第8族から第11族かつ第4周期から第6周期の金属を含む化合物であることを特徴とする請求項15に記載のプリプレグ。
  17. 前記成分(D)が、パラジウムまたはニッケルを含む化合物である、請求項15または16のいずれかに記載のプリプレグ。
  18. 樹脂組成物を強化繊維基材(A’)に含浸せしめてなるプリプレグにおいて、前記樹脂組成物が、ポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)またはポリアリーレンスルフィド(B’)からなり、さらに該成分(B)または(B’)中の硫黄原子に対し0.001~20モル%の低原子価鉄化合物(E)とを含んでなるものであり、前記強化繊維基材(A’)の含有率が60~80重量%であるプリプレグ。
  19. 前記成分(E)が、II価の鉄化合物である請求項18に記載のプリプレグ。
  20. 前記成分(B)が、環式ポリアリーレンスルフィドを少なくとも50重量%以上含み、かつ重量平均分子量が10,000未満である請求項15~19のいずれかに記載のプリプレグ。
  21. 請求項15~20のいずれかに記載のプリプレグ中の、ポリアリーレンスルフィドプレポリマーを含有してなる樹脂組成物を重合せしめて得られる繊維強化複合材料。
  22. 請求項15~20のいずれかに記載のプリプレグを積層した後、ポリアリーレンスルフィドプレポリマーを含有してなる樹脂組成物を重合せしめて得られる繊維強化複合材料積層体。
  23. 連続した強化繊維基材(A’)を引き出し、連続的に供給する工程(I)、該成分(A’)にポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を複合化する工程(II)、該工程(II)で得られた複合体を加熱して、該成分(B)をポリアリーレンスルフィド(B’)に転化させる工程(III)、および該工程(III)で得られた複合体を冷却して引き取る工程(IV)、を有してなる繊維強化成形基材の製造方法であって、該工程(III)において、該成分(B)を0価遷移金属化合物(D)の存在下で加熱することで重合させて該成分(B’)に転化させる繊維強化成形基材の製造方法。
  24. 前記成分(D)が、周期表第8族から第11族かつ第4周期から第6周期の金属を含む化合物である、請求項23に記載の繊維強化成形基材の製造方法。
  25. 前記成分(D)が、パラジウムまたはニッケルを含む化合物である、請求項23または24のいずれかに記載の繊維強化成形基材の製造方法。
  26. 連続した強化繊維基材(A’)を引き出し、連続的に供給する工程(I)、該成分(A’)にポリアリーレンスルフィドプレポリマー(B)を複合化する工程(II)、該工程(II)で得られた複合体を加熱して、該成分(B)をポリアリーレンスルフィド(B’)に転化させる工程(III)、および該工程(III)で得られた複合体を冷却して引き取る工程(IV)、を有してなる繊維強化成形基材の製造方法であって、該工程(III)において、該成分(B)を低原子価鉄化合物(E)の存在下で加熱することで重合させて該成分(B’)に転化させる繊維強化成形基材の製造方法。
  27. 前記成分(E)が、II価の鉄化合物である、請求項26に記載の繊維強化成形基材の製造方法。
  28. 前記工程(III)において、前記成分(B)の前記成分(B’)への転化率が70%以上である、請求項23~27のいずれかに記載の繊維強化成形基材の製造方法。
  29. 前記工程(I)~(IV)をオンラインで行う、請求項23~27のいずれかに記載の繊維強化成形基材の製造方法。
  30. 前記工程(III)において、180~320℃の温度で前記成分(B)を重合させる、請求項23~29のいずれかに記載の繊維強化成形基材の製造方法。
  31. 繊維強化成形基材を100重量%とした際の、前記成分(B’)の割合が10~90重量%である、請求項23~30のいずれかに記載の繊維強化成形基材の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015071118A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 Sabic Global Technologies B.V. Process for producing a glass fibre-reinforced thermoplastic polymer composition
EP2982504A4 (en) * 2013-04-02 2016-10-12 Toray Industries SANDWICH, SANDWICH STRUCTURE AND UNIFORM FORMED PRODUCT AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF BOTH
US20180265701A1 (en) * 2015-01-26 2018-09-20 Teijin Limited Resin composition
CN110076927A (zh) * 2019-04-04 2019-08-02 惠州永翊复合材料科技有限公司 一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012002417A1 (ja) * 2010-06-30 2012-01-05 東レ株式会社 シート状プリプレグの製造方法および装置
JP6195729B2 (ja) * 2013-05-01 2017-09-13 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 複合材料及びそれを含む成形品
JP5768943B1 (ja) * 2013-10-29 2015-08-26 東レ株式会社 炭素繊維強化ポリアリーレンスルフィドの製造方法
US11548245B2 (en) 2013-11-22 2023-01-10 Johns Manville Fiber-containing prepregs and methods and systems of making
US9815954B2 (en) 2013-11-22 2017-11-14 Johns Manville System for producing a fully impregnated thermoplastic prepreg
US10391676B2 (en) * 2014-02-03 2019-08-27 Toray Industries, Inc. Fiber-reinforced multilayered pellet, molded article molded therefrom, and method of producing fiber-reinforced multilayered pellet
FR3017320B1 (fr) * 2014-02-13 2016-07-22 Arkema France Procede de preparation d'un materiau fibreux pre-impregne par polymere thermoplastique a l'aide d'un gaz supercritique
DE102014104869A1 (de) * 2014-04-04 2015-10-29 Hans-Peter Meyerhoff Biomaterialverbundwerkstoff
DE102014112876B4 (de) * 2014-09-08 2023-01-05 Lisa Dräxlmaier GmbH Oberflächenmodifizierbarer Spritzgussformkörper und Verfahren zu dessen Herstellung
JP5999721B2 (ja) * 2014-10-17 2016-09-28 株式会社日本製鋼所 繊維強化樹脂中間体及びその製造方法
US10737411B1 (en) * 2015-05-01 2020-08-11 Hrl Laboratories, Llc Device for in-line consolidation of composite materials
WO2017006989A1 (ja) * 2015-07-07 2017-01-12 三菱レイヨン株式会社 繊維強化樹脂成形材料の製造方法及び製造装置
US11198259B2 (en) 2015-07-08 2021-12-14 Johns Manville System for producing a fully impregnated thermoplastic prepreg
US11534991B2 (en) * 2015-07-08 2022-12-27 Johns Manville System for producing a fully impregnated thermoplastic prepreg
EP3452272B1 (en) * 2016-05-04 2022-07-06 Somnio Global Holdings, LLC Additive fabrication methods and devices for manufacture of objects having preform reinforcements
US10717245B2 (en) * 2018-04-03 2020-07-21 Johns Manville System for producing a fully impregnated thermoplastic prepreg
US10857744B2 (en) 2018-04-03 2020-12-08 Johns Manville System for producing a fully impregnated thermoplastic prepreg
US11441001B1 (en) 2018-11-29 2022-09-13 University Of Tennessee Research Foundation Process to manufacture carbon fiber intermediate products in-line with carbon fiber production
US11090839B2 (en) 2019-07-02 2021-08-17 Johns Manville System for producing a lightweight thermoplastic composite sheet
US11241861B2 (en) * 2019-07-02 2022-02-08 Johns Manville System for producing chopped roving thermoplastic composite sheets
WO2021066438A1 (ko) * 2019-10-02 2021-04-08 한국화학연구원 아라미드 나노섬유를 포함하는 고분자 복합소재 및 이의 제조방법
JP7251523B2 (ja) * 2020-06-15 2023-04-04 トヨタ自動車株式会社 積層状態算出方法、積層状態算出装置及び積層状態算出プログラム
CN114290708B (zh) * 2021-12-30 2024-04-26 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 大尺寸碳纤维板式制件一体化成型制备工艺
CN115266457A (zh) * 2022-07-27 2022-11-01 中复神鹰(上海)科技有限公司 一种碳纤维预浸料含浸程度的测试方法
CN117140848B (zh) * 2023-10-31 2024-02-02 张家港众辉医用塑料科技有限公司 滴液器中除菌滤膜组件的连续成型生产线及其成型工艺

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5933330A (ja) * 1982-07-22 1984-02-23 フイリツプス・ペトロリユ−ム・コンパニ− プラスチツク用の補強材
JPH0539371A (ja) 1991-05-29 1993-02-19 Dainippon Ink & Chem Inc ポリアリーレンスルフイド系樹脂プリプレーグおよびその成形品
JPH08118489A (ja) 1994-10-28 1996-05-14 Nitto Boseki Co Ltd 繊維強化熱可塑性樹脂シート材料の製造方法
JPH08208849A (ja) * 1995-02-01 1996-08-13 Tosoh Corp ポリアリーレンスルフィド複合材料およびその製造方法
JPH0925346A (ja) 1995-07-07 1997-01-28 Tonen Chem Corp 繊維強化複合材料
JPH09194592A (ja) * 1996-01-11 1997-07-29 Tonen Chem Corp ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造法
JPH10138379A (ja) 1996-11-06 1998-05-26 Toray Ind Inc 成形材料およびその製造方法
JP2008163223A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Toray Ind Inc ポリアリーレンスルフィド化合物の製造方法
WO2008114573A1 (ja) * 2007-03-20 2008-09-25 Toray Industries, Inc. 成形材料、プリプレグおよび繊維強化複合材料、ならびに繊維強化成形基材の製造方法
JP2008231237A (ja) 2007-03-20 2008-10-02 Toray Ind Inc プリプレグおよび繊維強化複合材料
JP2008231292A (ja) 2007-03-22 2008-10-02 Toray Ind Inc 成形材料
JP2008231291A (ja) 2007-03-22 2008-10-02 Toray Ind Inc 成形材料
JP2008231289A (ja) 2007-03-22 2008-10-02 Toray Ind Inc 繊維強化成形基材の製造方法
JP2010196018A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Dic Corp 金属元素含有ナノ粒子が分散されたポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法
WO2011013686A1 (ja) * 2009-07-30 2011-02-03 東レ株式会社 ポリアリーレンスルフィドの製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4841018A (en) * 1984-10-25 1989-06-20 Phillips Petroleum Company Catalytic preparation of poly(arylene sulfide) from halothiophenol
JPS6292360A (ja) * 1985-10-17 1987-04-27 Toshiba Corp 相補型半導体装置

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5933330A (ja) * 1982-07-22 1984-02-23 フイリツプス・ペトロリユ−ム・コンパニ− プラスチツク用の補強材
JPH0539371A (ja) 1991-05-29 1993-02-19 Dainippon Ink & Chem Inc ポリアリーレンスルフイド系樹脂プリプレーグおよびその成形品
JPH08118489A (ja) 1994-10-28 1996-05-14 Nitto Boseki Co Ltd 繊維強化熱可塑性樹脂シート材料の製造方法
JPH08208849A (ja) * 1995-02-01 1996-08-13 Tosoh Corp ポリアリーレンスルフィド複合材料およびその製造方法
JPH0925346A (ja) 1995-07-07 1997-01-28 Tonen Chem Corp 繊維強化複合材料
JPH09194592A (ja) * 1996-01-11 1997-07-29 Tonen Chem Corp ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造法
JPH10138379A (ja) 1996-11-06 1998-05-26 Toray Ind Inc 成形材料およびその製造方法
JP2008163223A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Toray Ind Inc ポリアリーレンスルフィド化合物の製造方法
WO2008114573A1 (ja) * 2007-03-20 2008-09-25 Toray Industries, Inc. 成形材料、プリプレグおよび繊維強化複合材料、ならびに繊維強化成形基材の製造方法
JP2008231237A (ja) 2007-03-20 2008-10-02 Toray Ind Inc プリプレグおよび繊維強化複合材料
JP2008231292A (ja) 2007-03-22 2008-10-02 Toray Ind Inc 成形材料
JP2008231291A (ja) 2007-03-22 2008-10-02 Toray Ind Inc 成形材料
JP2008231289A (ja) 2007-03-22 2008-10-02 Toray Ind Inc 繊維強化成形基材の製造方法
JP2010196018A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Dic Corp 金属元素含有ナノ粒子が分散されたポリアリーレンスルフィド樹脂組成物の製造方法
WO2011013686A1 (ja) * 2009-07-30 2011-02-03 東レ株式会社 ポリアリーレンスルフィドの製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2982504A4 (en) * 2013-04-02 2016-10-12 Toray Industries SANDWICH, SANDWICH STRUCTURE AND UNIFORM FORMED PRODUCT AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF BOTH
WO2015071118A1 (en) * 2013-11-15 2015-05-21 Sabic Global Technologies B.V. Process for producing a glass fibre-reinforced thermoplastic polymer composition
US20160279833A1 (en) * 2013-11-15 2016-09-29 Sabic Global Technologies B.V. Process for producing a glass fibre-reinforced thermoplastic polymer composition
US10486337B2 (en) * 2013-11-15 2019-11-26 Sabic Global Technologies B.V. Process for producing a glass fibre-reinforced thermoplastic polymer composition
US20180265701A1 (en) * 2015-01-26 2018-09-20 Teijin Limited Resin composition
CN110076927A (zh) * 2019-04-04 2019-08-02 惠州永翊复合材料科技有限公司 一种新型腊蕊成型碳纤维成型技术

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